JP2004525115A - 抗原特異的免疫応答を誘起及び/又は増強する、22〜45アミノ酸残基からなる長いペプチド - Google Patents

抗原特異的免疫応答を誘起及び/又は増強する、22〜45アミノ酸残基からなる長いペプチド Download PDF

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Abstract

本発明は、ヒトパピローマウイルスから誘導されたエピトープ、及び最小のT細胞エピトープを含む約22〜45アミノ酸残基のサイズを有するペプチドに関する。本発明はさらに、(マイコ)バクテリア及び/若しくはウイルスに感染した細胞又は癌細胞に対して被検者を免疫するための臨床的な手法を提供する。本発明は、22〜35アミノ酸残基の長さを有するペプチド配列が、ペプチド特異的CD8+細胞溶解性細胞及びCD4+T−ヘルパー細胞の両方を誘起することができることを示す。さらに、本発明は、22〜35残基長のペプチドをワクチン接種することにより、最小のCTLエピトープそのものの長さを有するペプチドをワクチン接種する場合に比べて、より強いCD8+細胞溶解性T細胞応答がもたらされることを示す。本発明は、さらに、ある最小のCTLエピトープが、細胞溶解性エフェクター細胞を活性化するのではなくこれらの細胞溶解性細胞に寛容をもたらす本来的な能力を、22〜35アミノ酸抗のペプチドを用いることにより克服できることを示す。本発明はさらに、HPVに対して、被検者をワクチン接種及び/又は処置するための臨床的な方法を提供する。本発明はまた、発達性病巣及び/又は子宮頚癌に罹患した被検者の処置に適した方法及び使用を提供する。

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には医学の分野に関し、より詳細には、抗原に対する特異的エピトープをを含むペプチドを用いて、該抗原に対するT細胞の応答を誘起及び/又は増強することに関する。
【0002】
本発明は、主としてHPVに対する免疫をモデルとして用いて例示する。しかしながら、本発明は、HPVに限定されるものとして解釈してはならず、免疫に関連する又は関連可能な広範囲の疾患に関わるものであると解釈されるべきである。
【0003】
HPV感染は、若くて性的に活力のある男女の間で大いに流行している。3年間の追跡期間を伴う大規模な計画調査によると、男性パートナーからのHPVの感染が一般的で患者の40〜60%に及ぶことが示された(Koutsky et al., 1997, Ho et al., 1998, Marrazzo et al., 2000)。従って、HPVはおそらく最も一般的な性感染症である。
【0004】
高リスクタイプのパピローマウイルス(例えば、HPV16, 18, 31, 33 及び45)は、子宮頚癌の病因である(Bosch et al., 1995, Zur Hausen, 1996)。基底上皮細胞の感染に続き、即時HPV初期遺伝子El, E2, E5, E6 及びE7が発現される。E1及びE2遺伝子は、ウイルスの複製を制御する。さらに、E2タンパクは、E6及びE7腫瘍タンパクの発現を制御する。高リスクHPV型のE6タンパクは、p53に特異的に結合し、ユビキチン経路を介するその迅速な分解を標的にする。p53は、アポトーシスの開始に関与し、このタンパクが失われるとアポトーシスが防止される(Scheffner et al., 1990)。高リスク型のE7タンパクは、pRBに結合し、これは通常、細胞サイクルに入るために必要なタンパクであるE2Fを不活性化することにより、細胞が細胞サイクルに入ることを妨げる(Dyson et al. 1989)。E7の発現は、感染細胞が細胞サイクルから離脱して分化することをできなくする。E6及びE7腫瘍タンパクの延長され高められた発現は、HPV誘導異形成及び子宮頚癌へのトランスフォーメーションに深く関連している。ヒトのHPV関連疾患及びHPVにより誘起される癌に対する防御における免疫系の防御役割は、免疫抑制腎移植患者及びHIV感染患者では、生殖HPV感染が健常対照に比べて17倍高いことにより示唆される(Ho et al., 1994, Matorras et al. 1991, Halpert et al. 1986)。免疫抑制された個体のHPV感染に対する解消能力の減少は、感染初期における免疫系の防御役割を間接的に示している。初期抗原E2,E6及びE7に対する免疫を介するHPVに対する防御の証拠は、癌関連パピローマウイルスの主な動物モデルであるワタオウサギパピローマウイルスから来た。非構造タンパクE1及びE2でワクチン投与すると、ウイルスにより誘起されるパピローマの退縮が誘起され、ウイルス性腫瘍の成長が抑制される。さらに、E1,E2,E6及びE7遺伝子の組み合わせでワクチン投与されたウサギは、ウイルス攻撃に対して完全に守られた(Han et al. 1999, Selvakumar et al. 1995)。これらのデータは、E2,E6及びE7に対する免疫がパピローマウイルス感染の免疫予防及びHPVにより誘起される病変及び癌に対して治療的であることを示している。
【0005】
HPV16に対する免疫応答に関与するエピトープを同定することは、これらをサブユニットとしてワクチンに組み込み、又はこれらのエピトープを用いてワクチンにより誘起された免疫性を生体内でモニターできる可能性があるので、かなり興味のあることである。ほとんどの上皮細胞はMHCクラスIを発現するがクラスIIを発現しないので、殺腫瘍性HPV特異的CD8+細胞障害性Tリンパ球に注意が集中的に向けられてきた(Melief et al., 2000; Ressing et al., 1995; Ressing et al., 2000; Ressing et al., 1996)。HPV特異的CD8+T細胞反応性は、子宮頚上皮内新生物グレードIII(CIN III)病巣又は子宮頚癌(Nimako et al., 1997; Ressing et al., 1996)患者の末梢血及び子宮頚癌患者から単離された腫瘍浸潤性T細胞集団(Evans et al., 1997)中で見つかっている。固形腫瘍のほとんどはMHCクラスIIを発現しないにもかかわらず、腫瘍特異的CD4+Tヘルパー(「Th」)免疫はまた、現在、固形腫瘍の根絶に中心的な役割を果たすものと考えられている (Melief et al., 2000; Pardoll and Topalian, 1998; Toes et al., 1999中でレビュー)。CD4+腫瘍特異性T細胞は、CD8+腫瘍特異性CTLの最適な誘起のためだけではなく、これらのCTLによる局所的エフェクター細胞の機能を最適に発現させるためにも必要であることを最近の証拠は示している(Ossendorp et al., 1998, Toes et al. ,1999)。MHCクラスIに拘束された腫瘍特異的免疫を誘起することにとって、プロフェッショナル抗原提示細胞により捕獲された抗原を交差提示(cross−presentation)することが主な役割を演じているものと思われる。交差初回免疫 (cross−priming)により腫瘍特異的CTLを適切に誘起するためには、腫瘍特異的CD4+T細胞の助けが必要である(Toes et al., 1999, Schoenberger et al., 1998)。HPV特異的Th免疫の積極的な役割が、生殖イボ(genital warts)の退縮においてCD4+T細胞が最も多くなること(Coleman et al., 1994)及びCIN病巣の自発的な退縮を示した被検者の大部分において、HPV16 E7に対する遅延型過敏症応答が検出されることにより示唆される(Hopfl et al., 2000)。さらに、HPV16特異的CD4+T細胞が、HPV持続感染患者、高グレードCIN病巣又は子宮頚癌患者の血液中に検出されている(de Gruijl et al., 1998)。より流行していない腫瘍原性型であるHPV59及びHPV68については、HLA−DR4拘束Th細胞が、子宮頚癌病巣に浸潤したT細胞から単離されている(Hohn et al., 1999)。対照的に、進行性CIN病巣及び子宮頚癌の大部分においてHPV16が存在しているにもかかわらず、HLA拘束及びHPV16特異的Tヘルパー応答のエピトープ特異性については深い情報はない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
例えば(マイコ)バクテリア及び/又はウイルス感染細胞又は腫瘍細胞、並びに特にHPVに対して、被検者を免疫する、臨床に関するアプローチでは、特異的Tヘルパー細胞及びCTLの両者が誘起されることが好ましい。我々は、最小のCTLエピトープで免疫することにより、いくつかのモデルでは腫瘍に対する防御がもたらされることを既に示した(Feltkamp et al. 1993, Kast et al. 1991)が、一方、他のモデルでは、本来、誘起されれば防御的に機能するウイルス特異的又は腫瘍特異的CTLの寛容又は機能欠失が導かれ得る(Toes et al. 1996ab)。寛容又は機能欠失は、ワクチン投与の有効性を有意に減じる。しかしながら、本発明以前には、この現象の解決方法はなかった。この効果に関与するエピトープは、従って、免疫化の目的のためには相応しくない。交差初回免疫及び他のメカニズムによってMHCクラスI分子による提示のための外部抗原のプロセッシングは、周知の内発的経路に次ぐ、MHCクラスIによる提示のためのプロセッシングの第2の経路として広く認識されている(Jondal et al. 1996, Reimann et al. 1997)。この経路を介する抗原プロセッシングの通常の結果は、CD4+T細胞によるAPC活性化が起きない限りCTL寛容である(Kurts et al., 1997)。さらに、マウスのウイルス感染を用いる数種類のの研究において、CTL前駆体の頻度と防御的免疫の間に正の相関が認められた(Sedlik et al. 2000, Fu et al., 1999)。CTLを最適に誘起するために、CTLエピトープの提示が、樹状細胞のようなプロフェッショナル抗原提示細胞(APCs)の表面において好ましく起きる(Mellman et al. 1998, Rodriguez et al. 1999)。最小のCTLエピトープ及びThエピトープが、プロフェッショナル抗原提示細胞によるプロセッシングなしでT細胞に提示され得るが、MHCクラスI及びMHCクラスII中のCTL及びThエピトープの最適な提示が起きるために、タンパクは取り込まれプロセッシングされる必要がある(Manca et al. 1994)。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、抗原特異的免疫応答を改善するための手段及び方法に関する。この目的のために、本発明は、抗原特異的T細胞応答を誘起及び/又は増強する方法であって、前記抗原に特異的なT細胞エピトープ含む、22〜45アミノ酸残基のペプチドを前記応答を示すことができる系に与えることを含む方法を提供する。これらのペプチドは効率的に合成することができるし、また、前記ペプチドをプロセッシングすることができる細胞によって効率的に取り込ませ、プロセスされたエピトープをMHC−I又はMHC−II内に提示させてもよい。好ましくは、前記ペプチドは、プロフェッショナル抗原提示細胞によりプロセスされる。抗原提示細胞、特に、樹状細胞のようなプロフェッショナル抗原提示細胞は、エピトープをプロセスして提示するのにきわめて効率的である。なぜなら、それらは、前記抗原特異的T細胞応答の改善された誘起及び/又は増強を究極的にもたらすT細胞との効率的な連絡を可能にするというさらなる機能を有しているからである。従って、本発明の方法の好ましい具体例では、前記ペプチドは、抗原提示細胞を活性化することができる配列を含む。抗原提示細胞を活性化することができる配列とは、抗原提示細胞、好ましくはプロフェッショナル抗原提示細胞を少なくとも部分的に活性化することができる配列を意味する。前記活性化は、好ましくは、前記ペプチドの少なくとも1つのエピトープを前記APCの表面に提示することをもたらす。特に好ましい具体例では、前記ペプチドは、前記抗原についての少なくとも2つのT細胞エピトープを含む。前記抗原についての2つのT細胞エピトープが存在することは、前記抗原特異的T細胞応答のより効率的な誘起及び/又は増強を可能にする。好ましくは、前記エピトープの少なくとも1つは、前記抗原についてのT−ヘルパー細胞エピトープ又は前記抗原についての細胞障害性Tリンパ球(CTL)エピトープを含む。ペプチド上に少なくとも1つの又は他のエピトープを有することが望ましい。効率的な誘起及び/又は増強は、前記ペプチドがT−ヘルパー活性化配列を含む場合に達成される。ここで、T−ヘルパー活性化配列とは、T−ヘルパー細胞を少なくとも部分的に活性化することができる配列を意味する。前記活性化は、好ましくは、前記抗原特異的T細胞応答の改善された誘起及び/又は増強をもたらす。1つの具体例では、前記ペプチドは、前記抗原についての少なくとも1つのT−ヘルパー細胞エピトープと、前記抗原についての少なくとも1つの細胞障害性Tリンパ球(CTL)エピトープを含む。驚くべきことに、このようなペプチドを用いると、前記ペプチド上のエピトープに対する(部分的)寛容の誘起の問題が起きず又はその程度が低く、一方、前記抗原に対する特異的T細胞応答の誘起及び/又は増強は非常に効率的であることが見出された。従って、本発明の特に好ましい具体例では、前記ペプチドは、前記抗原についての少なくとも1つのT−ヘルパー細胞エピトープと、前記抗原についての少なくとも1つの細胞障害性Tリンパ球(CTL)エピトープを含む。
【0008】
ある抗原についてのエピトープは、該抗原に特異的なT細胞レセプターと相互作用することができる。該T細胞レセプターは、前記エピトープを含む、抗原から誘導された又は誘導可能なエピトープを提示するMHC−I又はMHC−II分子に対して特異的である。前記T細胞レセプターは、前記抗原から誘導された又は誘導可能なペプチドと相互作用することができなければならないが、前記エピトープは、広範囲の異なる化合物上に存在することができる。一般に、抗原のエピトープは、該抗原の免疫原性部分上に存在し、該部分は少なくとも9アミノ酸長で、MHC−I又はMHC−II分子により提示され得るものである。もっとも、現在の技術では、全く異なった方法により精製されたエピトープ又は異なるものを含むエピトープを提供することが可能である。例えば、前記抗原のある断片が1つのエピトープを含むことが一旦知られれば、1又は2以上のアミノ酸部位で異なる複数のペプチドを精製することができる。その結果、前記エピトープの存在又は不存在は、例えば、前記エピトープに特異的なT細胞を用いたELISPOTアッセイにより容易に確かめることができる。抗原のエピトープは、ペプチド、就職ペプチド、ペプチド類似物のような、これらに限定されない種々の異なる分子上に存在し得る。
【0009】
本発明のペプチドは、いずれの特定の抗原のエピトープをも含むことができる。もっとも、好ましくは、前記抗原は、(マイコ)バクテリア及び/又はウイルスタンパク、又はその免疫原性部分、それらの誘導体及び/又は類似体を含む。本発明の1つの局面において、前記抗原は、マイコバクテリアタンパク又はその免疫原性部分、それらの誘導体及び/又は類似体を含む。本発明の好ましい具体例においては、前記抗原は、hsp65 369−412 (Ottenhof et al., 1991; Charo et al., 2001)を含む。hsp65 369−412は、369−377部位に、細胞障害性T細胞により認識されるHLA−A*0201エピトープを含み、T−ヘルパー細胞により認識されるDR5エピトープを390〜412部位に含む。もう1つの好ましい具体例では、前記抗原は、ヒトパピローマウイルス(HPV)タンパク又はその免疫原性部分、それらの誘導体及び/又は類似体を含む。タンパク質の免疫原性部分、誘導体及び/又は類似体は、そのタンパク質自身と必ずしも同量ではないが同種の免疫原性能力を有する。このようなタンパク質の誘導体は、好ましくは保存的なアミノ酸置換により得ることができる。
【0010】
さらに好ましくは、前記タンパク質は、E2、E6及び/又はE7を含む。E2、E6及びE7配列中の最も免疫原性の高い領域が同定された。さらに、この領域における、多数の自然にプロセスされたTh−エピトープのマッピングが同定された。方法は、健常血液ドナーから誘導された短期間及び長期間PBMC培養物をそれぞれ含んでいた。PBMC培養物を、22〜35アミノ酸残基長のペプチドで刺激した。並行して、IFNγ ELISPOTアッセイにより検出される、生体内で誘起されたE2、E6及びE7特異的免疫を、健常被検者及びHPV16+病巣を有すると診断された被検者において分析した。
【0011】
ウイルス感染及び腫瘍に対する自然の及びワクチン誘導免疫防御において、病原体及び腫瘍特異的Tヘルパー免疫が中心的な役割を果たすことが見いだされた。ヒトパピローマウイルス16型(HPV16) E2, E6及びE7タンパクに対する応答を詳細に調べた。HLA分類された健常ドナーからの短期間及び長期間のPBMC培養により、我々は、E2タンパク中の3つの異なる領域(E2 31−120; E2 151−195; E2 271−365) 、HPV16 E6 のC末端領域 (E6 81−158)、及びHPV16 E7の中央領域 (E7 31−77)を、これらの抗原における主な免疫原性領域であると同定した。さらに、我々は、これらのタンパク質中の10個の異なるThエピトープをマッピングした(DR1/E2 351−365, DR2/E2 316−330, DR2/E2 346−355, DR4/E2 51−70, E2 61−76, DQ6/E2 311−325, DR15/E7 50−62, DR3/E7 43−77, DQ2/E7 35−50, DR1/E6 127−142)。
【0012】
IFNγ ELISPOT分析を採用することにより、我々は、健常人中のHPV16 E2 及びHPV16 E6に対する記憶Th免疫を、CD45RO+T細胞中に検出した。これは、以前のHPV感染に対するE2及びE6に向けられた防御的免疫を示唆する。さらに、HPV16+病巣を有する被検者において、HPV16 E7に対するTh免疫を検出した。これらの応答の数種類は、この研究で規定される3つのE7誘導Thエピトープに合致する。他の多数のHPV16+被検者は、E7特異的1型サイトカイン産生T細胞免疫を示さなかった。これは、免疫応答できなかったことを意味している。
【0013】
我々は、CTL及びTh−エピトープを含む長いペプチドが、抗原特異的Th細胞を誘起するだけでなく、抗原特異的CTLも誘起することができることを示した。このようなペプチドはまた、抗原特異的CTL応答をも増強することができる。C57/B16マウスを最小のE1A−誘導CTLエピトープ(SGPSNTPPEI)で免疫すると腫瘍の増殖が増強されるのとは対照的に、アデノウイルスE1Aタンパク(RECNSSTDSCDSGPSNTPPEIHPVVRLCPIIKP)のこの最小のCTLエピトープを含む、HPLCで精製された32アミノ酸長のペプチドで免疫すると、アデノウイルスE1A+RASトランスフォーム腫瘍細胞による攻撃に対する防御がもたらされた。さらに、最小の9アミノ酸長のCTLエピトープRAHYNIVTFを含む、35アミノ酸残基長のペプチドで免疫すると、脾細胞のFACS分析におけるH−2Db−RAHYNIVTFテトラマー陽性CD8+T細胞の存在により示されるように、HPV16特異的H−2Db拘束CTLが誘起された。注目すべきことに、直接比較において、35−merのペプチドにより誘起されるCTL応答は、最小のCTLエピトープにより誘起されるCTL応答よりもはるかに強かった。そして、この差は、長いペプチド中のエピトープを最適に取り込み、プロセスし、エピトープを提示することができるプロフェッショナル抗原提示細胞の特異的活性化の後にはより顕著であった。さらに、本発明は、抗原提示細胞の存在下において、前記長いペプチドでCTLを刺激すると、小さな腫瘍結節が根絶された。対照的に、前記最小のCTLエピトープは、全てのマウスにおいて主要を完全に根絶することはできない。
【0014】
このように本発明の長いペプチドをワクチン投与することにより、最小のCTLエピトープペプチドを用いた場合のような寛容の誘起が回避される。本発明の長いペプチドは、より多量のCTLをもたらし、これは一般的により良好な防御を伴う。理論に拘束されないが、これは2つの独立したメカニズムの少なくとも1つにより説明される。1つのメカニズムは、T−ヘルパーエピトープとCTLエピトープが1つのペプチド中で物理的に結合されることである。もう1つのメカニズムは、本発明の長いペプチド中に存在する少なくとも1つのCTL−及び/又はT−ヘルパーエピトープが、プロフェッショナル抗原提示細胞によって優先的に提示されることである。本発明のペプチドは、その大きさの故にMHCクラスIに直接結合することができず、外来性の抗原をプロセスしてMHCクラスI中にペプチドを提示することができるプロフェッショナルAPC(例えば樹状細胞)によって取り込まれる必要がある。他の細胞は、エピトープをプロセスし、次いで提示する能力がはるかに低い。従って、非プロフェッショナルAPCによるバックグランドの提示は少なくとも部分的に妨げられる。本発明のペプチドが、優先的にAPCを標的にする効果は、本発明の長いペプチドを樹状細胞活性化剤とともに用いることによって高められ、これは好ましい具体例である。もう1つの好ましい具体例では、前記抗原は自己抗原、好ましくは腫瘍細胞特異的自己抗原又はその機能的部分、その誘導体及び/又は類似体を含む。「自己抗原」という語は、そのT細胞が属する動物種によってコードされる抗原を意味する。それはまた、前記動物のタンパク質の異常な発現、修飾、折りたたみ、及び/又は前記動物のタンパク質をコードする細胞のDNA若しくはRNAの配列の変異の結果生じ若しくは発現されるに至った抗原をも意味する。好ましい具体例では、前記自己抗原は、MAGE, CTA又はPSA抗原を包含する。特に好ましい具体例では、前記ペプチドは、前記系において抗原特異的CTL及び/又はT−ヘルパー細胞の寛容及び/又は機能欠失を誘起する、T細胞エピトープ特異的抗原を含む。
【0015】
抗原特異的免疫応答は、アジュバントと共に前記応答を示すことができる系により強化することができることはこの分野において広く知られている。アジュバントはまた、本発明において有用である。好ましい具体例では、前記アジュバントは、エキソソーム(exosome)、樹状細胞、MPL(モノホスホリルリピッドA)、ポリI:C、アンプリゲン(ポリI:ポリC12U)及び/又はCpG核酸を包含する。
【0016】
本発明において、エピトープ結合の利点は、単一のAPCの表面上にMHCクラスI及びクラスII拘束エピトープの両方が同時に提示されるチャンスが増大し、それによって同族のT細胞の助けをCTL初回免疫に到達させることが容易になることである。プロフェッショナル抗原提示細胞による提示が好ましい。なぜなら、これらの細胞は、非プロフェッショナル抗原提示細胞に比較してより効率的に抗原を取り込むことができるからである。さらに、プロフェッショナル抗原提示細胞のみが、抗原の取り込みに応答してT−ヘルパー細胞を活性化することができる。この活性化は、最適の免疫応答にとって重要である。
【0017】
本発明において示されるように、CTL応答のレベルは、樹状細胞の活性化に依存している。我々の長いペプチドHPV16 E7ワクチンの高い有効性をもたらす1つのメカニズムの1つは、天然のHPV16 E7配列が、互いに物理的に結合されたT−ヘルパー−及びCTLエピトープを含んでいることである。プロフェッショナル抗原提示細胞により好ましく提示される、Thエピトープ及びCTLエピトープを含む長いペプチドを得るために、2種又はそれ以上のT−ヘルパー及びCTLエピトープを結合し、天然には生じない配列を有するかなりの大きさのペプチドをもたらすことができる。これらのT−ヘルパー及びCTLエピトープは、2つの異なる抗原であって、好ましくは同一の腫瘍細胞又は病原体から誘導された抗原であるが、無関係の抗原であってもよい。本発明において、前記抗原とは無関係のTh−エピトープを含む本発明の長いペプチドによって、特定の抗原に対するT細胞応答を誘起又は増強することができる。APCは、一般的に前記無関係のTh−エピトープにより活性化されることができる。しかしながら、好ましくはTh−エピトープは、前記抗原と関連するものである。
【0018】
抗原に特異的なエピトープを含むペプチドを与えることによって抗原特異的応答を誘起及び/又は増強できる多くの系が利用可能である。例えば、末梢血単核細胞の生体外培養物である。他の多くの系が利用可能である。しかしながら、本発明の好ましい具体例では、前記系は動物を含む。より好ましくは、前記動物はヒトを含む。
【0019】
本発明の方法は、前記抗原に対する免疫を与えること及び/又は該免疫を高めることに非常に適している。本発明の方法は、他の免疫戦略が用いられるいずれの目的にも適している。免疫は、古くからワクチン投与のため、すなわち疾病の予防のために用いられている。しかしながら、本発明の方法は、疾病の予防に適しているだけではない。方法はまた、現に存する疾病の治療にも用いることができる。もちろん、該疾病は、抗原特異的T細胞免疫を誘起及び/又は増強することにより治療可能なものに限定されるが。この特徴は、例えば、いくつかの癌のような、ウイルス感染に伴う疾病の治療に用いることができる。原則的に、免疫に関連する手法により治療可能ないずれの疾病も本発明の方法により利益を受けることができる。好ましい具体例では、前記動物は、前記免疫応答を誘起及び/又は増強することにより少なくとも部分的に治療可能又は予防可能な疾病を患っているか又は患う危険があるものである。好ましくは、前記疾病は、ウイルス性疾患及び/又は癌を包含する。もう1つの好ましい具体例では、前記疾病は、(マイコ)バクテリア感染を包含する。
【0020】
本発明の他の局面では、抗原に特異的なT細胞エピトープを含む、22〜45アミノ酸残基のペプチドが提供される。好ましくは、前記ペプチドは、前記抗原に特異的な少なくとも2つのT細胞エピトープを含む。好ましくは、前記ペプチドは、前記抗原に対するCTLエピトープ又は前記抗原に対するT−ヘルパー細胞エピトープを含む。特に好ましい具体例では、前記ペプチドは、前記抗原に対するCTLエピトープと前記抗原に対するT−ヘルパー細胞エピトープを含む。好ましくは、前記抗原に対する前記CTL及び/又はT−ヘルパーエピトープは、21アミノ酸残基以下のペプチド中に存在する場合には、それぞれCTL及び/又はT−ヘルパー細胞の寛容又は機能欠失をもたらすものである。好ましい具体例では、前記ペプチドは、22〜35アミノ酸残基を含む。さらに好ましくは、前記ペプチドは、32〜35アミノ酸残基を含む。
【0021】
本発明はさらに、前記抗原に特異的な免疫応答を誘起及び/又は増強するための本発明のペプチドの用途を提供する。ワクチンの調製のためのペプチドの用途も提供される。好ましくは、HPV関連疾患及び/又は癌の治療及び/又は予防のためのワクチンの調製のためのものである。さらに、医薬の調製のための用途も提供される。好ましくは、ウイルス性疾患及び/又は癌に罹患している又は罹患するリスクがある個体の治療のための医薬である。もう1つの好ましい具体例では、前記個体は、(マイコ)バクテリア性疾患に罹患している又は罹患するリスクがある個体である。
【0022】
本発明のさらにもう1つの局面では、前記系からの抗原特異的T細胞を獲得することを含む方法が提供される。従って、本発明の方法により得ることが可能な単離されたT細胞も提供される。該T細胞は、もちろん、医薬の調製に用いることができる。本発明のペプチドを含むワクチンもまた提供される。本発明のペプチド又はT細胞を含む医薬も提供される。
【0023】
抗原のエピトープを含む本発明のペプチドはまた、細胞集団が抗原特異的T細胞を含むか否かを調べるために用いることもできる。例えば、ある個体が前記抗原に対する免疫を有するか否かを調べることができる。前記T細胞の存在は、好ましくはELISA、ELISPOT、遅延型過敏症応答、細胞内サイトカイン染色及び/又は細胞外サイトカイン染色により測定される。
【0024】
本発明の他の局面では、ヒトパピローマウイルス16型E2、E6及びE7タンパクの免疫原性領域から選択される免疫原性エピトープを含むペプチドが提供される。好ましくは、前記免疫原性領域は、ヒトパピローマウイルス16E2タンパクの、アミノ酸31〜120、151〜195及び271〜365に亘る、E2タンパクの3つの分離した領域(E231−120; E2151−195; E2271−365)、HPV16 E6タンパクのアミノ酸81〜158に亘るHPV16 E6のC末端領域 (E681−158)及びヒトパピローマウイルス16 E7タンパクのアミノ酸31〜77に亘る、HPV16 E7の中央領域(E731−77)を包含する。
【0025】
より好ましくは、前記E2タンパク中の前記免疫原性領域は、アミノ酸46〜75に亘る領域、アミノ酸51〜70に亘る領域、アミノ酸61〜76に亘る領域、アミノ酸316〜330に亘る領域、アミノ酸311〜325に亘る領域、アミノ酸346〜355に亘る領域及びアミノ酸351〜365に亘る領域を包含する。さらに、前記E6タンパク中の前記免疫原性領域は、アミノ酸121〜142に亘る領域及び127〜140に亘る領域を包含する。さらに、前記E7タンパク中の前記免疫原性領域は、アミノ酸35〜50に亘る領域、アミノ酸50〜62に亘る領域及び/又はアミノ酸43〜77に亘る領域を包含する。T−ヘルパー細胞応答は、上記免疫原性領域のいずれかを用いて非常によく誘起及び/又は増強することができる。注目すべきことに、これらの免疫原性領域は、異なるHLAクラスII分子によって拘束されるT−ヘルパー応答を誘起/増強することができる。
【0026】
本発明の他の局面では、抗原の最小のT細胞エピトープを含み、約22〜45アミノ酸残基のサイズを有するペプチドとT細胞とを接触させることを含む、抗原に対するT細胞応答を誘起及び/又は増強する方法が提供される。好ましくは、本発明のペプチドは、約22〜40アミノ酸残基のサイズを有する。前記最小のT細胞エピトープは、約22〜40アミノ酸残基のサイズを有するペプチドの形態で提示されることが好ましい。なぜなら、我々は、最小エピトープで免疫することにより起きるCTLの寛容又は機能欠失の問題は、CTL及び/又はT−ヘルパー細胞を初回免疫 (prime)することができる長いペプチド(22〜45、好ましくは22〜40アミノ酸残基)を用いることにより回避できることを見出したからである。少なくとも1つの最小T細胞エピトープを含む前記長いペプチドは、T細胞応答を誘起及び/又は増強することができる。最小T細胞エピトープを含む前記長いペプチドで免疫することにより、該最小エピトープが裸の形態で前記CTLに投与された場合には、ウイルス−及び腫瘍特異的CTLの寛容又は機能的欠失をもたらすものである場合であっても、防御がもたらされる。前記最小のT細胞エピトープは、本発明の免疫原性領域から誘導することができる。従って、1つの局面において、本発明は、前記最小エピトープが、裸の形態でCTLに投与された場合にウイルス−及び腫瘍特異的CTLの寛容又は機能的欠失をもたらす最小エピトープである本発明の方法を提供する。
【0027】
本発明の他の局面では、抗原の最小のT細胞エピトープを含み、約22〜45アミノ酸残基のサイズを有するペプチドとT細胞とを接触させることを含む、抗原に対するT細胞応答を誘起及び/又は増強する方法が提供される。前記最小のT細胞エピトープは、約22〜45、好ましくは約22〜40アミノ酸残基のサイズを有するペプチドの形態で提示されることが好ましい。なぜなら、我々は、(ウイルス−及び腫瘍特異的)CTLの誘起が、前記長いペプチドでより効率的に誘起され、より多数の抗原特異的CTLがもたらされることを見出したからである。前記長いペプチドの使用により、含まれるCTL及び/又はThエピトープの提示がより効率的に行われる。理論に拘束されないが、長いペプチドは、プロフェッショナル抗原提示細胞によってプロセスされ及び提示される必要があると考えられる。この理論を支持する証拠は、前記長いペプチド及びプロフェッショナル抗原提示細胞−活性化剤をワクチン投与した後、より効率的なCTL免疫が誘起されることである。
【0028】
本発明において、T細胞をペプチドと接触させることは、好ましくはMHCクラスI又はMHCクラスII分子により行われる。該MHC分子は、ペプチドをプロセスした後、前記T細胞に提示することができる。本発明の抗原は、ウイルス、細菌又は関連する腫瘍細胞から誘導されたものであり得る。好ましくは、抗原は、ヒトパピローマウイルス(HPV)のタンパクを包含する。さらに好ましくは、前記HPVは、HPV 16を包含する。最も好ましい局面では、前記タンパクは、HPV 16 E2, E6 及び/又はE7を包含する。前記長いペプチドは、CTL及び/又はT−ヘルパー細胞を初回免疫することができる。従って、本発明の1つの局面において、前記T細胞は、CD8+ CTLを包含する本発明の方法が提供される。あるいは、前記T細胞は、CD4+T細胞を包含する。
【0029】
ここで、T細胞応答を誘起するとは、ある抗原に対するT細胞応答が誘導されることを意味する。該誘起前には、該T細胞応答は存在しなかったか、検出レベル未満であったか又は機能的でなかった。ここで、T細胞応答を増強するとは、ある抗原に対するT細胞の総合的な作用が、前記増強前の前記T細胞の総合的な作用に比較してより高められ及び/又はより効率化されることを意味する。例えば、前記増強後、前記抗原に対するT細胞がより多数生成され得る。その結果、追加的に生成されたT細胞の作用が、前記抗原に対する総合的な作用を増大させる。あるいは、前記増強は、前記抗原に対するT細胞の作用の増大を包含する。前記T細胞は、例えば、前記抗原とより強く及び/又はより迅速に反応し得る。もちろん、前記増強の結果は、追加的なT細胞の生成と前記T細胞の作用の増大であってもよい。あるいは、前記増強は、追加的なT細胞の生成及び前記T細胞の作用の増大のいずれかのみを包含し得る。
【0030】
ここで、最小のT細胞エピトープとは、抗原に対するT細胞応答を誘起することができる、抗原から誘導されるペプチドであると定義される。該最小のT細胞エピトープは、主要組織適合性分子のクラスI又はIIにより結合されるのに適している。典型的には、最小CTLエピトープは、8〜11アミノ酸から成る。MHCクラスII分子により結合される最小のT細胞エピトープは、好ましくは少なくとも11アミノ酸から成る。本発明において、最小エピトープを裸の形態で投与するとは、前記エピトープを、該エピトープのサイズを有するペプチドとして投与するか、又はその一端若しくは両端に追加的な配列を結合して22個未満のアミノ酸残基を有するペプチドの形態で投与することを意味する。例えば、前記エピトープには、プロセッシング部位を結合することができる。
【0031】
本発明の教示に従い、本発明のペプチドを用いて抗原に対するT細胞応答を誘起及び/又は増強することが可能である。もちろん、前記ペプチドの実施例はここに記載してある。すなわち、本発明の1つの具体例は、少なくとも1つの最小T細胞エピトープを含み、約22〜45、好ましくは約22〜40のアミノ酸残基のサイズを有するペプチドを提供する。該ペプチドは、最小のCTLエピトープ及び/又は最小のT−ヘルパー細胞エピトープを含む。好ましくは、該ペプチドは、本発明の免疫原性エピトープを包含する。
【0032】
最小エピトープでの免疫によりCTLの寛容又は機能欠失がもたらされる場合には、本発明のペプチドは、裸の形態の最小エピトープよりもワクチン投与の目的により適している。従って、1つの局面において、本発明は、前記最小CTLエピトープが、裸の形態でCTLに投与された場合にウイルス−及び腫瘍特異的CTLの寛容又は機能的欠失をもたらす最小エピトープである本発明の方法を提供する。本発明のペプチドは、好ましくは約22〜45アミノ酸残基のサイズを有する。好ましくは、本発明のペプチドは22〜35アミノ酸残基のサイズを有する。さらに好ましくは、本発明のペプチドは32アミノ酸残基のサイズを有する。他の局面において、本発明のペプチドは、35アミノ酸残基のサイズを有する。
【0033】
本発明のペプチドで免疫することによりCTLの数が増えるのであれば、本発明のペプチドは、裸の形態の最小エピトープよりもワクチン投与の目的により適している。これは、提示がプロフェッショナル抗原提示細胞により主として起きることを確保することにより達成することができる。従って、本発明の1つの局面において、前記ペプチドが、最小CTLエピトープを投与した場合よりもウイルス−及び/又は腫瘍特異的CTLの数が増加する本発明の方法を提供する。本発明のペプチドの他の局面では、(小さな)腫瘍結節を根絶することができる活発なCTL応答がもたらされる。現在、ペプチドを生成する多くの方法が知られている。生成されたペプチドが最小T細胞エピトープを含む限り、本発明は、生成されたペプチドのいずれの形態にも限定されない。例えば、本発明のペプチドは、生体外での合成により、又は例えばこれをコードする核酸を介して細胞により合成されたE2、E6又はE7タンパクから得ることができる。本発明のペプチドは、単一のペプチドとして、又は融合タンパクに組み込まれた形態で存在することができる。1つの具体例では、前記ペプチドにプロセッシング部位を結合して、細胞の表面上のMHC分子への輸送及び/又は取り込みを行わせる。好ましい具体例では、本発明のペプチドは、プロセッシング後、MHCクラスII分子と複合化することができる。腫瘍細胞はしばしばMHCクラスII分子を発現していないが、MHCクラスII拘束T細胞免疫は、現在、例えば腫瘍細胞の根絶に重要であると考えられている。本発明のペプチドは、MHCクラスI及びMHCクラスII依存性T細胞の両者を誘導し、結城氏及び/又は刺激するのに特に適している。従って、本発明の1つの局面では、抗原に対するT細胞応答を誘起及び/又は増強する本発明のペプチドの用途が提供される。本発明のペプチドを個体に投与することを含む、個体中の免疫応答を誘起及び/又は増強する方法もまた提供される。他の局面において、本発明は、本発明のペプチドのワクチン調製のための用途を提供する。好ましくは、前記ワクチンは、少なくとも部分的に、HPV関連疾患の予防のためのワクチンを包含する。
【0034】
例えば、HPV E2及びE6タンパクに対する反応性T細胞は、健常個体中に見出されている。このことは、HPV16 E2及びE6タンパク中の同定された免疫原性領域が、ワクチン投与及び/又は養子免疫治療的手法に基づく予防的抗癌処置に関連するエピトープを包含することを示している。さらに、HPV E7及びHPV E6タンパクに対する反応性T細胞が、CIN III病巣を有する及び子宮頚癌を有する被検者中に見出されている。このことは、HPV 16 E7及びHPV E6タンパクの同定された免疫原性領域が、ワクチン投与及び/又は養子免疫治療的手法に基づく抗癌治療に関連するエピトープを包含することを示している。本発明のペプチドは、HPV特異的T細胞の生成及び/又は誘起に適している。従って、本発明の1つの局面において、未利用(naive)のT細胞集団を本発明のペプチドと接触させ、該T細胞集団の少なくとも一部を培養することを含む、ヒトパピローマウイルス16特異的T細胞の生成方法が提供される。本発明の他の局面において、ヒトパピローマウイルス16に感染した被検者のT細胞集団を本発明のペプチドと接触させ、該T細胞集団の少なくとも一部を培養することを含む、ヒトパピローマウイルス16特異的記憶T細胞による、抗原特異的サイトカイン(例えばIL−2やIFNγのような)産生を誘起する方法が提供される。これらの局面の好ましい具体例においては、前記ヒトパピローマウイルス16特異的T細胞は単離される。
【0035】
さらにもう1つの局面において、本発明の方法によりT細胞を誘起及び/又は増強し、抗原に対する形成されたT細胞を回収することを含む、抗原に対するT細胞を得ることをさらに含む本発明の方法が提供される。もちろん、本発明の方法により得ることができる単離されたT細胞もここに提供される。該T細胞は多くの方法で使用することができ、例えば、診断アッセイにおいて本発明のエピトープを検出するために用いることができる。もっとも、好ましくは、前記T細胞は、免疫治療的手法に用いられる。このような手法は、HPV−16により誘起された子宮頚癌又は病巣を患う被検者に該T細胞を注入する手法を包含するがこれに限定されるものではない。このように、本発明の1つの局面において、HPV関連疾患の少なくとも部分的な治療のための本発明のT細胞の用途を提供する。このような手法において、前記T細胞と前記被検者は組織適合していることが好ましい。もっとも、これは必ずしも正しくないかもしれない。ある場合には、組織適合性が不一致の場合に、該被検者中での前記T細胞の機能が増強されることさえある。宿主対移植片疾患の発達は、該被検者に投与された移植片中に、本発明のエピトープに拘束されないT細胞が存在しないことを確保することによりしばしば制限することができる。もちろん、注入された本発明のT細胞を排除する結果となる宿主対移植片応答は起き得る。このような応答を制限するために、組織適合していることが好ましい。もっとも、腫瘍細胞の根絶が極めて迅速な場合には、宿主を介する移植細胞の除去は、免疫治療の更なる安全特徴として利点であり得る。従って、1つの具体例では、本発明は、個体に本発明のペプチド又は本発明のT細胞を投与することを含む、個体におけるHPV16 E2, E6及び/又はE7タンパク特異的免疫応答を誘起及び/又は増強する方法を提供する。本発明のペプチドは、個体中でHPV 16特異的免疫応答を誘起するために特に適している。これらの免疫応答は、HPV−16による感染に対する防御を被検者に与えるのに十分に強い。もっとも、本発明のペプチド又はT細胞は、被検者中に既に存在する感染症との闘いを助けるために用いることもできる。従って、本発明のもう1つの具体例は、本発明のペプチド又はT細胞の、医薬の製造のための用途を提供する。好ましくは、前記医薬はHPV関連疾患のための医薬を包含する。もちろん、本発明のペプチドを含むワクチン及び/又は医薬もまたここに提供される。前記ワクチンは、HPV関連疾患の予防に特に適している。従って、本発明はまた、本発明のワクチンを個体に投与することを含む、少なくとも部分的にHPV関連疾患を予防するための方法をも提供する。本発明の医薬はもちろん、HPV関連疾患の治療のために特に適している。従って、本発明の医薬を個体に投与することを含む、HPV関連疾患を少なくとも部分的に治療する方法もここに提供される。もう1つの本発明の局面において、エピトープを含む本発明のペプチドをT細胞の集団に与え、抗原特異的サイトカイン(例えばIL−2やIFNγのような)に特異的な抗体の存在下で前記T細胞集団を培養し、あらゆる結合された抗原特異的サイトカインを検出することを含む、T細胞集団中に前記エピトープに特異的な記憶T細胞が含まれるか否かを決定する方法が提供される。1つの具体例では、前記抗体は固相、好ましくは固相表面に結合される。この方法は、個体が、ある抗原、例えばHPVタンパクに対するT細胞応答を有するか否かを決定するためにきわめて有用である。該方法は、HPV感染の診断に用いることができる。あるいは、前記方法は、個体にワクチン投与した後に、T細胞応答が誘起されたか否かを決定するために適している。好ましくは、前記個体は、本発明のワクチンを与えられる。このように本発明の1つの具体例は、抗原に対するT細胞の存在を調べるための、本発明のペプチドの用途を提供する。1つの具体例において、前記T細胞の前記存在は、試料中で調べられる。例えば、個体からの血液試料を得ることができる。その後、本発明のペプチドを用いた免疫測定により、特定の抗原に対するT細胞の存在を調べることができる。例えば、前記した方法を用いることができる。この方法では、結合された抗原特異的サイトカイン(例えばIL−2やIFNγのような)が検出されれば、前記T細胞の存在が示されている。もちろん、当業者は、本発明のペプチドを用いてある抗原に対するT細胞を検出するための多くの技術を考えることができる。例えば、ELISA、ELISPOT、遅延型過敏症(DTH)応答、細胞内サイトカイン染色及び細胞外サイトカイン染色又は前記ペプチドを含むテトラメリックMHCクラスII分子の使用は、当業者によって知られる重要な技術である。
【0036】
本発明を、以下の例示的実施例を用いてさらに説明する。
【0037】
【実施例】
実施例1
材料及び方法
被検者及び対照
臍帯血単核細胞(CBC)を、インフルエンザマトリックス特異的応答のための免疫学的に未利用の対照として用いた。インフォームドコンセント後に得られた、HLA型分類され、匿名の健常人血液銀行ドナー(D)からのPBMCを、HPV16 E7及びインフルエンザマトリックス特異的応答の対照PBMCとして用いた。これらのドナーは、匿名であるので、追加的なデータは入手できない。しかしながら、異常なパピローマウイルス塗沫(pap−smear)を包含する、最近の感染履歴が知られているドナーは、通常の規制の一部として、献血を思いとどまらされる。CIN又は子宮頚癌を有する被検者(S,表1)の研究は、この論文において、HPV16感染子宮頚癌病巣に対する細胞性免疫を研究した「サークル研究 (CIRCLE study)」に記載されている。ライデン大学医学センター(LUMC)の婦人科において、組織学的に照明されたCIN III又は子宮頚癌を呈している婦人を、インフォームドコンセント後、この研究に利用させてもらった。研究計画は、LUMCの倫理委員会で承認された。治療の日に採血した。CIN IIIを有する被検者を、LEEP又は冷ナイフ円錐切除で処置した。IB−IIAの段階にある場合には、根治的な子宮摘出を行った。十分なPBMCが得られた全ての個体について、HLA MHCクラスIIの分類を行った(Naipal et al., 1984)。バイオプシー又は外科的切除標本のパラフィン埋め込み切片から単離されたDNA上でHPV16特異的プライマーを用いてHPV16の分類を行った(Claas et al., 1989)。HPV特異的T−ヘルパー応答は、進行性疾患を患っている被検者中に検出されると予測されたので(de Gruijl et al., 1998)、我々は、CIN IIIを呈する3名の被検者、子宮頚癌の段階IBを呈する4名の被検者及び再発性子宮頚癌を呈する4名の被検者を選んだ。
【0038】
抗原
第1番目と最後のアミノ酸で示される、E7タンパク上に亘る、9個の重複する22−merのペプチド(1−22, 11−32, 21−42, 31−52, 41−62, 51−72, 61−82, 71−92及び77−98)又はアミノ酸1−35, 22−56, 43−77及び64−98で規定される4個の長いペプチドを用いた。ELISPOTアッセイにおいて対照ペプチドとして用いた、インフルエンザマトリックス1タンパクA/PR/8/43上に亘るペプチドは、15アミノ酸重なる16個の30−merペプチドであった。ペプチドは、以前に記載した(van der Burg et al., 1999)通りに合成し、溶解した。
【0039】
組換えHPV16−E7タンパク、HPV16−E6タンパク及びHIV−1 RTタンパク(後二者のタンパクは、増殖アッセイにおける対照タンパクとして用いた)は、Pet− 19b−HPV16−E7, Pet−19b−HPV16−E6 (De Bruijn et al., 1998)で形質転換された組換え大腸菌中で生産されたタンパク、又はPet−19b−HIV−1逆転写酵素(RT)であり、以前に記載したとおりに精製した(van der Burg et al., 1999)。
【0040】
記憶応答混合物(MRM):破傷風トキソイド(1 LF/ml; National Institute of Public Health and the Environment, オランダ国Bilthoven)及びMycobacterium tuberculosisの超音波破砕物(2.5μg/ml; オランダ国Royal Tropical Institute のP. Klatser博士が気前よく分与)を、典型的な普遍的(recall)抗原に応答してPBMCが増殖する能力を制御するために用いた。
【0041】
HLA−DR抗原結合アッセイ
ペプチドの結合は、以前に報告したとおりに測定した(van der Burg et al., 1999)。短く述べると、HLA−DR分子の供給源として、HLA−DRがホモ接合である、B−リンパ芽球性セルラインを用いた:LG2.1 (DRB*0101, DR1), IWB (DRB1*0201, DR2), HAR (DRB*0301, DR3), BSM (DRB*0401, DR4) 及びPitout (DRB1*0701, DR7)。DR分子は、アフィニティクロマトグラフィーで精製し、純度はSDS−PAGEで確認した。精製HLR−DR分子へのペプチドの結合の解析は、N末端を蛍光標識した標準ペプチドを用いて行った。結合アッセイにおける標準蛍光ペプチドとして、HA 308−319 (PKYVKQNTLKLAT, DR1及びDR2), hsp65 3−13 (KTIAYDEEARR, DR3), HA 308−319 Y?F (PKFVKQNTLKLAT, DR4) 又はIi 80−103 (LPKPPKPVSKMRMATPLLMQA LPM, DR7)を用いた。
【0042】
免疫原性アッセイ
HPV16−E7から誘導されたペプチドにより誘起される、健常ドナーから得られた血液から単離されたPBMCの増殖を以前に記載した通りに測定した(van der Burg et al., 1999)。短く述べると、96ウェルU底プレート(Costar, マサチューセッツ州Cambridge)に収容した、10%自己血清が添加され、10μg/mlの前記22−merのE7ペプチドを含む又は含まない200μLのISOCOVEの培地(Gibco)中にPBMCを1.5x10細胞/ウェルの密度で播種した。陽性コントロールとして、記憶応答混合物の存在下でPBMCを培養した。ペプチド特異的増殖は、トリチウム−チミジン取り込みにより第6日に測定した。8つの試験ウェルの>25%において、培地対照ウェルの平均増殖+2x標準偏差を超える場合に、そのペプチドが免疫原性を有する、すなわち、T細胞を刺激することができると記録した。
【0043】
増殖アッセイ
培養物を、ウェル当り0.5μCi [H]チミジン (5Ci/mM, 英国Amersham)で18時間パルス(pulse)した。プレートを、Micro cell Harvester(Skatron,ノルウェー国)で回収した。10mLのシンチレーション液を含むプラスチックバッグにフィルターを入れ、次いで1205 Betaplateカウンター(Wallac, Turku,フィンランド国)でカウントした。MHCクラスIIブロッキング実験は、抗HLA−DQ SPV.L3, 抗HLA−DR B8.11.2 及び抗HLA−DP B7/21マウスモノクローナル抗体を用いて以前に記載したとおりに行った(van der Burg et al., 1999)。抗体は、タンパク−APCインキュベーションの1時間前にAPCに添加した。
【0044】
HPV16−E7特異的T−ヘルパー細胞の単離及び増殖
E7 22−mer又はE7 35−merペプチドを用いて、以前に記載した通り(van der Burg et al., 1999)にペプチド特異的T細胞バルク培養物を生成した。特異的増殖は、50,000個の応答物(responders)を等量の放射(30Gy)APC(特に断りがない限り自己PBMC)及び上記ペプチド又はタンパクと共にインキュベートすることにより測定した。E7−ペプチド及び−タンパク特異的バルクT細胞は、以前に記載したとおりに(van der Burg et al., 1999)限界希釈によりクローニングした。
【0045】
サイトカインアッセイ
サイトカインの特異的排出を測定するために、50,000個のT細胞を、等量のAPC(30Gy)と10μg/mlの上記ペプチド、対照ペプチド、E7タンパク質又は対照タンパクと共にインキュベートすることによりT細胞クローンを刺激した。インキュベーション24時間後、上清を回収し、レプリケートウェルをプールした。サイトカインの産生は、以前に記載したとおりに(van der Burg et al., 1999)酵素結合免疫測定法(ELISA)により測定した。
【0046】
ELISPOTによる抗原特異的T細胞の解析
24ウェルプレート(Costar, マサチューセッツ州Cambridge)に収容した、10%FCSが添加され、5μg/mlのE7から誘導された前記22−merのペプチドを含む又は含まない1mlのISOCOVEの培地(Gibco)中にPBMC又は臍帯血細胞(CBC)を2x10細胞/ウェルの密度で播種した。陽性対照として、各プール中、4つの重なる30アミノ酸長のペプチドから成る、インフルエンザA/PR/8/34 M1タンパクの上記プールの存在下でPBMCを培養した。我々の観察に基づき、我々は、PBMCをELISPOTプレートに移す前に4日間の刺激を行った。これにより、T細胞のCD45RO+(記憶)サブセット中での、インフルエンザM1誘導ペプチドに対する明確なIFNγの産生がもたらされたが、成人PBMCから得られた未利用のT細胞中では産生されなかった(発行していない観察)。37℃で4日間インキュベートした後、PBMCを回収し、洗浄し、IFNγ捕獲抗体(Mabtech AB, スウェーデン国Nacha)を被覆したMultiscreen 96−ウェルプレート (Millipore, オランダ国Etten−Leur)に10細胞/ウェルの密度で、6個のレプリケートを構成するように播種した。ELISPOTを、製造者(Mabtech)の指示に従ってさらに行った。スポットの数は、コンピューター制御の完全自動化ビデオイメージング分析システム(Carl Zeiss Vision)を用いて分析した。特異的スポットは、試験ウェルの平均スポット数から、培地のみの対照のスポット数+2x標準偏差を差し引くことにより算出した。抗原特異的T細胞頻度は、T細胞頻度が>1/10,000 PBMCである場合に非応答物に比較して増加したと考えた。
【0047】
結果
HPV16 E7中の免疫原性配列の同定
我々は、MHCクラスII内で主要な免疫原性決定基として機能する、HPV16 E7タンパク中の配列を同定することに取り掛かった。HPV16 E7から誘導された、重なるペプチドの定量的ペプチド/MHC結合アッセイ(Geluk et al., 1995)におけるHLA−DR 1, 2, 3, 4及び7に対する結合性を試験した。これらのHLA−DR分子は合計で白人、東洋人及び黒人の少なくとも50〜60%をカバーする(Baur et al., 1984)。4つのペプチドE71−22, E741−62, E751−72及びE777−98は、3種以上の異なるHLA−DR分子に結合した(表2)。ペプチドE71−22は、HLA DR2, 3, 4 及び7に結合し、ペプチドE741−62は、DR1, 2, 3 及び4に結合したが、ペプチドE751−7 はDR1, 3及び7に結合し、ペプチドE777−98はDR1, 2及びDR7に結合した。これは、MHCクラスII分子に対するペプチドの結合拘束性は、MHCクラスIに対するほど厳格ではないという事実(Rammensee et al., 1995)に符合する。注目すべきことに、これらのペプチドは、試験した1又は2以上の他のDR分子に結合できなかった。これは、それらの結合が、かなり普遍的ではあるが特異的であることを示している。
【0048】
我々の次の実験は、複数のHLA−DR分子に結合する4つのペプチドに焦点を合わせた。なぜなら、これらが最も天然に提示されたT−ヘルパー(Th)エピトープ(Geluk et al., 1998)を含んでいそうであるからである。我々は、13名のHLA分類した健常人ドナーからのPBMCにこれらのペプチドを加えることにより、T細胞を刺激して増殖させることができるか否かを調べた。このアッセイでは、記憶T細胞と未利用の生体外で初回免疫されたT細胞の反応性を識別することができないが、免疫原性ペプチドの同定に容易に用いることができる(van der Burg et al., 1999)。4つのペプチドのいずれも、複数のドナーからのPBMCにおいて増殖的応答を刺激することができた(表2)。ほとんどのPBMC培養物は、ペプチドE741−62及びE751−72と反応した。このことは、E7タンパクの中央領域に最も免疫原性の高い配列が存在し、この部分がHPV16感染個体中での免疫系により標的にされやすいことを示している。
【0049】
【表1】
Figure 2004525115
【0050】
【表2】
Figure 2004525115
【0051】
【表3】
Figure 2004525115
【0052】
HPV16 E7中の、自然にプロセスされたT−ヘルパーエピトープのマッピング
HPV16 E7中のThエピトープを同定する次の段階として、E7の中央領域をカバーする数種類の長いペプチドで、HLA分類した健常血液ドナーからのPBMCを繰り返し刺激することにより、ペプチド特異的バルクT細胞培養物を生成した。応答T細胞は、次いで、ペプチド又は全E7タンパクでパルス(pulse)した抗原提示細胞(APC)を認識するかどうかについて試験した。後者のセッティングでは、関連するペプチドエピトープの提示には、抗原の取り込み及びプロセッシングが必要である。生成したTh細胞培養物の約30%が、それらの誘導に用いたペプチドに対して特異的に応答した。これらのうち、3つの培養物はまた、E7タンパクでパルスしたAPCに対してわずかだが特異的な活性を示した。このことは、自然にプロセスされた抗原に対して応答する能力を有するTh細胞の存在を示している(図1a,2a及び3a)。図1bは、ペプチドE741−62 に対して誘導された、HLA−DR15,4及びDQ6,7陽性PBMCから単離されたThクローンの反応性を示す。これらのTh細胞は、ペプチドE741−62、ペプチドE743−77又はE7タンパクでパルスされたAPCに特異的に応答した。このThクローンによる応答の特異性は、このThクローンが単離されたポリクローナル培養物の特異性を超えており(図1aと比較して)、このことは、限界希釈により我々が目的のT細胞を単離することに成功したことを示している。HLA−DR, −DQ 又は−DP (図1b)に対するMHCクラスIIブロッキング抗体及び部分的MHCクラスII合致APCを用いたさらなる研究により、該ThクローンがHLA−DR15に拘束されたことが分った(図1c)。詳細なエピトープのマッピングにより、認識されたコア配列は、E750−62であった。さらに、このThクローンは、1型ThサイトカインIFNγを産生した(図1d)。同様に、HPV16 E7特異的Thクローンが、ペプチドE722−56で刺激したHLA−DR3, DQ2陽性PBMCから得られた(図2a)。また、このThクローンは、ペプチドE722−56及びE7タンパクでパルスしたAPCでトリガー(trigger)することによりIFNγを分泌した。さらなる分析により、ペプチドE730−50及びE735−55の両方が、HLA−DQ2拘束的に認識されたことから示されるように、このThクローンは、コア配列E735−50を認識した(図2c)。明確な特異性を有する第3の1型サイトカイン産生Thクローンは、ペプチドE743−77で刺激されたHLA−DR1, 3及びDQ2陽性PBMC培養物から誘導された(図3ab)。このクローンは、HLA−DR3拘束性(図3cd)で、ペプチド及びタンパクでパルスされたAPCの両者を認識するとIFNγを産生した(図3e)。ペプチドE743−77は認識されたが、より小さなペプチドE741−62は認識されなかった。このことは、E743−77のC末端領域がコアエピトープを有していることを示している。結論的に、確立されたThクローンを用いて、我々は、HPV16 E7中の自然にプロセスされた3つのエピトープをマップした。関連するMHCクラスII分子を生体内で発現するHPV16+の個体は、これらのペプチドに対するTh免疫を誘導したものと思われる。
【0053】
HPV16+ CIN III病巣又は子宮頚癌を有する被検者中の記憶T−ヘルパー応答
健常人のPBMC培養物を用いたThエピトープのマッピングと並行した手法として、HPV16+病巣を有する被検者中のHPV16 E7に対する応答も解析した(被検者の特徴については表1参照)。本来、生体外では、新生児又は成人からの未利用のT細胞の刺激は、IL−2の生産及びT細胞の増殖をもたらし得る。しかしながら、この段階では、このようなT細胞は、IFNγを分泌できない。IFNγの生産は、再び抗原に出会った後に続く(Early and Reen, 1999; Pittet et al., 1999; Sallusto et al., 1999)。この特徴に基づき、我々は、生体外での初回免疫と、ELISPOTによる記憶T細胞応答との区別をすることができた。種々のHLAのほとんどのドナーのPBMC中に容易に検出可能な(表3及び我々の発行していない観察)、インフルエンザAマトリックス(M1)タンパクに対するTh応答は、アッセイにおける記憶T細胞免疫性の検出のための陽性対照として並行して測定した。MACS−分離CD45RA+(未利用)T細胞及びCD45RO+(記憶)T細胞のM1ペプチドによる刺激は、CD45RO+サブセット中においてのみIFNγの生産をもたらした。このことにより、我々のELISPOTセットアップが記憶応答を特異的に検出することが確認された(図4)。さらに、臍帯血細胞(CBC)は、その未利用の形質に従い、インフルエンザM1誘導ペプチドで生体外で刺激した際に、IFNγの分泌による応答を示さなかった。全ての健常ドナーからのPBMCに加え、9/11のHPV16+被検者からのPBMCもM1ペプチドの1又は2以上のプールと反応した(表3)。
【0054】
HPV16 E7免疫の解析により、CIN IIIと診断された被検者の2/3、子宮頚癌の被検者の3/8では、1又は2以上のペプチドに応答することが明らかになった。さらに、試験した7人のドナーの1人は、ペプチドに対する免疫性を示した。E731−52, E741−62及びE751−72 によってカバーされるHPV16 E7の中央領域は、全ての5名のHPV16+個体の免疫系に標的にされていた(表3)。このことにより、この領域が非常に免疫原性が高い(表2)ということが確認されただけではなく、HPV16に対する天然の免疫応答によって標的にされるエピトープをこの領域が有するということも示された。興味深いことに、3名のHPV16+被検者において検出されたIFNγの特異性は、それらのHLA型と組み合わせて、我々が特異性及びHLA拘束性を詳細に調べた、確立されたThクローンの特異性と合致していた(図1〜3)。特に(表3、下線を引いた頻度)、被検者2は2つのHLA−DRに拘束された特異性に合致する、有意に増大された免疫性及びHLA−DQ2/E735−50クローンに合致する弱い免疫性を示した。被検者8は、DR15/ E750−62クローンに合致する応答を示し、被検者11はHLA−DQ2/E735−50に合致する反応性を示した。なお、関連するMHCクラスIIを発現する他の被検者では、このような応答は検出されなかった(被検者3、4、7及び10)。
【0055】
実施例2
材料及び方法
リンパ球
HLA型分類され匿名の健常人からの末梢血単核細胞(PBMC)及び血清を、インフォームドコンセント後に得た。これらのドナーは、匿名であるので、医学的な履歴に関するデータは入手できない。しかしながら、異常なパピローマウイルス塗沫(pap−smear)を包含する、最近の感染履歴が知られているドナーは、通常の規制の一部として、献血を思いとどまらされる。
【0056】
抗原
全HPV16 E2タンパクに亘る、23種類の重なり合うペプチドのセットを用いた。これらのうち22種類の長さは30アミノ酸であり、1種類(E2331−365)のものの長さは35アミノ酸であった。これらのペプチドは、15アミノ酸の重複を共有する。HPV16−E2特異的Thクローンの詳細なエピトープマッピング及び交差反応性の測定のために、15及び20アミノ酸長のペプチドを用いた。ELISPOTアッセイにおける対照ペプチドとして用いたインフルエンザマトリックス1タンパクであるA/PR/8/34に亘るペプチドは、15アミノ酸ずつ重複する、16種類の30−merのアミノ酸であった。ペプチドは、自動マルチプルペプチド合成機(Abimed AMS 422, ドイツ国Langenfeld)を用いて固相上で合成し、逆相HPLCにより分析した。凍結乾燥したペプチドを50μLのDMSOに溶解し、PBSで2.5 mg/mlの終濃度に希釈した。HPV16 E2C末端(E2280−365)タンパク及びHPV16 E7タンパクは、以前に記載した方法(Franken et al., 2000)により生産した。
【0057】
破傷風トキソイド(終濃度0.75LF/ml; National Institute of Public Health and the Environment, オランダ国Bilthoven)、Mycobacterium tuberculosisの超音波破砕物(2.5μg/ml; オランダ国Amsterdam、Royal Tropical Institute のP. Klatser博士が気前よく分与)及びCandida albicans (0.005%, HAL Allergenen Lab, オランダ国Haarlem)から成る記憶応答混合物(MRM)を、典型的な普遍的(recall)抗原に応答してPBMCが増殖し、サイトカインを産生する能力を確認するために用いた。
【0058】
HLA−DR−ペプチド結合アッセイ
ペプチドのHLA−DRへの結合は、以前に報告したとおりに測定した(van der Burg et al., 1999)。短く述べると、DR分子の供給源として、DRがホモ接合である、B−LCLを用いた: LG2.1 (DRB*0101, DR1), IWB (DRB1*0201, DR2), HAR (DRB*0301, DR3), 及びBSM (DRB*0401, DR4)。DR分子は、アフィニティクロマトグラフィーで精製し、純度はSDS−PAGEで確認した。精製DR分子へのペプチドの結合の解析は、N末端を蛍光標識した標準ペプチドを用いて行った。結合アッセイにおける標準ペプチドとして、HA308−319(PKYVKQNTLKLAT, DR1及びDR2)、hsp65 3−13 (KTIAYDEEARR, DR3)又はHA308−319Y→F(PKFVKQNTLKLAT)を用いた。
【0059】
短期間T細胞増殖アッセイ
個々のHPV16 E2ペプチドの免疫原性を、先に記載した方法(van der Burg et al. 1999)に従い、HPV16 E2ペプチドを用いた健常ドナーPBMCの短期間増殖アッセイにより調べた。短く述べると、96ウェルU底プレート(Costar, マサチューセッツ州Cambridge)に収容した、10%自己血清(CBC培養物には10% FCSを用いた)が添加された200μLのIMDM(Iscoveの修飾ダルベッコ培地、Bio Whittaker, ベルギー国Verviers)に、新しく単離されたPBMCを1.5 x 10細胞/ウェルの密度で播種した。HPV16−E2ペプチドを10μg/mlの濃度で添加した。培地のみを陰性対照とした。フィトヘマグルチニン(PHA, 0.5μg/ml)を陽性対照として用いた。各ペプチドについて、8つのマイクロ培養を並行して開始した。各ドナーについて2回ずつ試験を行った。ペプチド特異的増殖は、H−チミジン取込により、第6日に測定した。両方の試験において、>50%の試験ウェルにおける増殖が、対照ウェルにおける平均増殖+3xSDを超えており、全ての試験ウェルにおいて、培地対照のウェルに対する刺激指数(stimulation index)(SI) が3よりも高い場合に、そのペプチドが陽性であると記録した。
【0060】
長期間HPV16−E2特異的Th培養物の生成及び解析
長期培養HPV16 E2特異的T細胞培養物及びThクローンを、先に記載した方法(van der Burg et al. 1999)により確立した。短く述べると、HLA型分類した健常ドナーからのPBMCを、次のHPV16 E2ペプチドで生体外で刺激したE2271−300+E2286−315; E2301−330+E2316−345; E2331−365)。25cmの培養フラスコ(Nalge Nunc,米国)に収容された、10%自己血清を添加した6mlのIMDMに15x10PBMCを播種した。ペプチドを5μg/mlの濃度に添加した。第7日に、15x10個のPBMCを、新鮮な培地及びペプチドと共に加えた。第14日及び第21日に、生きたT細胞を培養物から回収し、計数し、同量の照射された(irradiated)自己PBMC及びペプチド(5μg/ml)で再刺激した。最終再刺激の2日後に、T細胞増殖因子(Biotest、ドイツ国Dreieich)を10%の終濃度で添加した。第28日に、増殖アッセイにより、T細胞培養物のペプチド認識について試験した。ペプチド特異的T細胞培養物は、限界希釈によりクローニングし、次いでT細胞クローンの、E2ペプチド及び−タンパクでパルスされたAPCの認識について試験した。Thクローンは、先に記載したように解析した(Van der Burg et al. 1999)。注目すべきことに、Thクローンのタンパク認識について試験した増殖アッセイにおいて、自己単球をAPCとして用いた。増殖の測定のために、培養物を、ウェル当り0.5Ci [H]チミジン (5μCi/mM, 英国Amersham)で18時間パルス(pulse)した。プレートは、Micro cell Harvester (Skatron、ノルウェー国)で回収した。10mLのシンチレーション液を含むプラスチックバッグにフィルターを入れ、次いで1205 Betaplateカウンター(Wallac,フィンランド国Turku)でカウントした。HLAクラスIIブロッキング実験は、抗−DQ SPV.L3, 抗−DR B8.11.2 及び抗−DP B7/21マウスモノクローナル抗体を用いて行った。増殖アッセイの上清は、インキュベーションの24時間後に回収し、ELISAによりIFN−γの存在を調べた(van der Burg et al., 1999)。
【0061】
ELISPOTによる記憶Th細胞の検出
CD45ROマイクロビーズ(カタログ番号460−01, Miltenyi Biotec, ドイツ国)と共にインキュベーションした後のMACSによりバフィーコートから記憶細胞(CD45RO)を新たに単離した。得られたCD45RO分画の純度は、CD45RO 及びCD45RA (CD45RA−FITC, カタログ番号347723、CD45RO−PE, カタログ番号347967, Becton Dickinson Biosciences, 米国)に対して表面染色を行った後のフローサイトメトリーにより測定したところ>95%であった。24ウェルプレート(Costar)中に収容され、10%FCSが添加された1mlのIMDM中に、CD45RO細胞を10細胞/ウェルの密度で播種した。 10個の照射された自己細胞をAPCとして各ウェルに加えた。応答細胞を、培地単独、5μg/ml/ペプチドのHPV16 E2ペプチドのプール、MRMの1:50希釈物又はインフルエンザマトリックスペプチド(陽性対照)と共にインキュベートし、抗原特異細胞の検出を改善するために11日間培養した(Mc Cutcheon et al. 1997)。次いで、細胞を回収し、洗浄し、IFN−γ捕捉抗体で被覆したMultiscreen 96ウェルプレート(Millipore, オランダ国Etten−Leur)に、5 x 10細胞/ウェルの密度で、同じものを4つずつ、ウェルに播種した。1ウェル当り、10個の照射した自己PBMCをAPCとして、5μg/mlのペプチドと共に加えた。ELISPOT分析を、製造者の指示に従ってさらに行った(Mabtech AB, スウェーデン国Natcha)。スポットの数は、コンピューター制御の完全自動化ビデオイメージング分析システム(Carl Zeiss Vision)を用いて分析した。
【0062】
記憶T細胞の細胞内サイトカイン染色(ICS)
X−vivo15培地(Bio Whittaker, ベルギー国Verviers)中で37℃で2時間培養して48ウェル平底プレートに接着させることにより自己単球を単離し、次いでAPCとして用いた。CD45RO細胞を、ペプチドで11日間刺激した後、回収し、洗浄し、0.1% BSA含有IMDM中に1.5 x 10細胞/mlの濃度で浮遊させた。200μLの細胞浮遊液を、単球+200μLの10μg/ml HPV16−E2ペプチド(刺激された)又は200μLの培地(非刺激対照)に加えた。37℃で1時間インキュベートした後、800μLのIMDM + 10%FCS + 12.5μg/ml Brefeldin A (Sigma)を加え、細胞をさらに5時間インキュベートした。次いで細胞を回収し、V底96ウェルプレートに移し、氷冷PBSで2回洗浄し、50μLの4%パラホルムアルデヒドで氷上で4分間固定した。固定後、細胞を冷PBSで1回、PBS/0.2% NaAz /0.5% BSA/0.1% サポニンで1回洗浄した。次いで、50μLのPBS/0.2% NaAz /0.5% BSA/0.1% サポニン/10% FCS中で氷上で10分間インキュベートした。細胞をPBS/0.2% NaAz /0.5% BSA/0.1% サポニンで2回洗浄し、上清を除去し、1μLのFITC−標識マウス抗ヒトIFN−γ(0.5 g/ml, BD Pharmingen, カタログ番号554551)、2μLのPE−標識抗CD4 (BD Bioscience, カタログ番号345769) 、及び2μLのPerCP−標識抗CD8(BD Bioscienceカタログ番号347314)を含む、25μLのPBS/0.2% NaAz /0.5% BSA/0.1%サポニンを添加した。4℃で30分間インキュベートした後、細胞を洗浄し、100μLのパラホルムアルデヒド中に浮遊させ、フローサイトメトリーで分析した。
【0063】
タンパクデータベース上での相同性検索
標準的なBasic Local Alignment Tool (BLAST: www.ncbi.nlm.aov/blast/blastcgi)を用いて、タンパクデータベース(SwissProt)上で、重複するHPV16 E2ペプチドの配列の相同性検索を行った。統計学的有意閾値(EXPECT)は10であった(Altschul et al., 1997)。HPV16 E2ペプチドと>60%のアミノ酸相同性があると報告されたものを含めた。
【0064】
結果
HPV16 E2−誘導ペプチドに対する健常ドナーPBMCの高い反応性
我々は、E2配列の全体をカバーする、重なり合う30−merのペプチドのアレイを用いて、HPV16 E2タンパクに対する健常ドナーのPBMCの増殖的応答を調べた。8名のHLA型を分類したドナーからの新たに単離したPBMCを、23種類のE2−誘導30−merペプチドのそれぞれとインキュベートすると、8名のドナーのうちの4名では、2又はそれ以上のペプチドと反応した。E2特異的増殖応答は非常に強かった(表4)。全てのケースにおいて、75%を超える並行的なマイクロ培養物は、刺激ペプチドに反応した。例えば、2つの独立した実験において、E231−60, E246−75, E291−120, E2151−180, E2271−300及びE2286−315ペプチドに対するドナー番号8のペプチド特異的増殖は、試験した全ての8つの並行的マイクロ培養物の75〜94%においてバックグランドの増殖を超えたことを我々は見出した。このことは、PBMC単離物中に、E2−特異的T細胞が極めて高い頻度で存在することを示している。特に、ドナー番号3、5及び8からのPBMCは、広い特異性で強い応答を示した。30−merペプチドは、隣り合うペプチドと15アミノ酸だけ重なり合っていることに注目して頂きたい。従って、隣り合うペプチド(例えば、ドナー番号3、E231−60及びE246−75)は、同一のエピトープを含んでいる可能性が高く、隣接しないペプチドに対する応答は、異なるエピトープに対するものである。
【0065】
応答培養物の頻度だけではなく、増殖応答の大きさも非常に高かった。ドナー番号3、5及び8からのいくつかの培養物におけるペプチド特異的増殖は、9.2〜16.5の範囲にある平均刺激指数を有するバックグランドを超え、このような応答は、ドナーの数人における破傷風トキソイドに対する応答(番号3、4、5及び7、SIは13.3〜25;表4参照)に比肩するものであった。これらの刺激指数は、記憶T細胞応答の検出に通常用いられる閾値(SI≧3) (Bermas et al., 1997)を明確に超えるものであった。他のドナーのあるものにおいて、破傷風トキソイドに対する応答は、さらにかなり高かった(ドナー番号3及び6におけるSI≧100)。しかしこれらの強い値は、単一の30−mer E2ペプチドに対するのではなく、全抗原に含まれる複数のエピトープに対する極めて広い応答を示している可能性が高い。総合すると、我々のデータは、健常人のT細胞レパートリーが、HPV16 E2抗原に特異的なT細胞を特に高い頻度で含むことができ、それによって、活発な増殖応答がもたらされることを示しており、これらの応答がT細胞記憶を反映しているかもしれないことを示唆している。
【0066】
【表4】
Figure 2004525115
【0067】
D:ドナー、8名の異なる健常血液ドナーを試験した。
HPV16 E2は、第1番目及び最後のアミノ酸で示す。 TTは一般的な普遍性抗原である破傷風トキソイドである。
両方のアッセイにおいて、>50%の試験ウェルにおける増殖が、対照ウェルにおける平均増殖+3xSDを超えており、全ての試験ウェルにおいて、培地対照のウェルに対する刺激指数 (SI) が3よりも高い場合に、そのペプチドが陽性であると記録した。両方のアッセイにおいて、培地対照+3xSDを超えたウェルの平均百分率として、陽性スコアのみを記載した。括弧の間には、両方のアッセイの全てのウェルの平均刺激指数を示す。
【0068】
HPV16 E2特異的Th培養物は自然にプロセスされたエピトープを認識する
増殖データは、HPV16 E2中に複数の免疫原性Thエピトープが存在することを示した。我々は、このような応答の性質及び特異性についてより詳細な分析を行い、それによって、我々のデータ(表4)が、高度に免疫原性の数個のペプチドを含むことを明らかにしたN末端及びC末端領域に焦点を合わせた。このC末端領域に含まれる、重なり合うペプチド (E2271−300; E2286−315; E2301−330; E2316−345; E2 331−365)の、HLA−DR分子に結合する能力を試験した。5個のペプチドのそれぞれは、試験した一般的なHLA−DR分子の2種又はそれ以上に対して中程度から強度の結合性を示した(表5)。このことは、これらのペプチドが本当にクラスIIMHC−拘束Thエピトープを表しているという見解を支持している。
【0069】
【表5】
Figure 2004525115
【0070】
各ペプチドの結合親和性は、IC50値により表す。これは、標準蛍光標識ペプチドの結合が、その最大値の50%に減少する時のペプチド濃度(μM)である。>70は、検出できない結合を表す。
【0071】
次に、HLA型分類した健常血液ドナーからのPBMCを、1週間間隔で、ペプチドE2271−300とE2286−315, ペプチドE2301−330とE2316−345、ペプチドE2331−365又はペプチドE246−75で刺激することにより、長期間E2−特異的Th培養物を生成した。2名のドナーからのPBMCが、1又はそれ以上の刺激ペプチドに対して強いペプチド特異的増殖応答を示した(データ示さず)。これらの培養物の限界希釈によるクローニングにより、我々は、均一にCD4CD8表現型を表す、6個の異なるペプチドエピトープに対する安定なT細胞クローンを単離することに成功した。これらのThクローンのうちの2つは、E2301−330とE2316−345で刺激した、HLA−DR15(2)− , −DQ6(1)− PBMCから確立された。これらのThクローンの特異性を詳しく分析したところ、これらは、異なるクラスIIHLA分子により拘束される、重なり合うが異なる配列を認識することが明らかになった。クローンの1つは、HLA−DR15(2)内のペプチドE2316−330を認識し、他のクローンは、HLA−DQ6(1) 内のペプチドE2311−325に特異的であった(図5、6)。他の2つのThクローンも同様に関連していた。すなわち、1つは、DR15(2)内のペプチドE2346−355を認識し、他のクローンはDR1拘束的にE2351−365と反応した(図7、8)。注目すべきことに、これらのDR15(2)及びDR1−拘束エピトープのより長い変異体は、拘束するHLA分子に本当に結合することが見出された(HLA−DQ6については利用できない結合アッセイ)点で、これらのデータは、表5に示すペプチド結合データと符合している。さらに、2つのクローンは、ペプチドE246−75と反応することがわかった。1つは、HLA−DR4拘束的にペプチドE251−70と反応し、他のクローンはペプチドE261−75と反応した(図15)。
【0072】
同定された4つのE2ペプチドが、生理学的に関連するThエピトープを表すさらなる証拠は、E2特異的ThクローンがペプチドをロードしたAPCに対して応答するだけではなく、E2タンパクでパルスしたAPCとも特異的に反応する(図5〜8)という事実により与えられる。後者の場合には、ペプチドエピトープの提示は、E2抗原の取込み及びプロセッシングに依存し、APC細胞表面にクラスII分子が単に外来的にロードされたものではないので、これらのデータは、我々のThクローンにより認識された4つのE2ペプチドは、自然にプロセスされたエピトープに対応していることの決定的な証拠を与える。最後に、全ての4つのThクローンは、抗原で刺激するとIFN−γを生産した。これは、Th−1型サイトカインプロフィールを示している。総合すると、我々のデータは、健常人のT細胞レパートリーは、IFN−γ−分泌E2特異的CD4Th細胞を有していることを示している(図5〜8)。
【0073】
健常人中のHPV16 E2特異的記憶Th細胞の検出
第1段落に記載したような、健常人におけるHPV16 E2特異的Th免疫性の著しく頻繁な検出は、基礎となるT細胞レパートリーが、以前に抗原に遭遇したことによる免疫学的記憶を表しているのか、この抗原に特異的な、特に多数の未利用のT細胞前駆体から主として成るのかをさらに分析することに我々を駆り立てた。若い性的に活発な個体における一般的に一過性の生殖HPV感染の高い出現率(Karlsson et al., 1995; Koutsky et al., 1997; Ho et al., 1998)及びHPV感染中の顕著なE2の発現に鑑み、健常被検者中にE2に対するT細胞記憶が見出されるのではないかと思われる。我々は、抗原を経験したT細胞を含むが、未利用のT細胞を含まない、健常ドナーPBMCのCD45RO+分画(Young et al., 1997)のE2特異的反応性の分析により、我々により検出されたHPV16 E2特異的免疫の本質を試験した。我々は、健常ドナーのレパートリーが、IFNγ−産生Th細胞を含むことを見出したので(図5〜8)、我々はIFNγ ELISPOTにより抗原特異的T細胞応答を測定した。我々はまず、我々の以前の実験(表4)に基づいて、HPV16 E2のほとんどの免疫原性領域中に位置すると思われるE2ペプチドの選択に我々の注意を集中しつつ、2名の健常ドナーのCD45ROT細胞の反応性を分析した。興味深いことに、これらのCD45RO PBMCは、複数のE2ペプチドに応答することがわかった(図9a,b)。このことは、健常被検者がHPV16 E2特異的T細胞記憶を表し得るという概念を支持している。我々は、測定手法としてELISPOTに代えてIFNγ細胞内サイトカイン染色を採用することにより、応答IFNγ産生細胞がCD4 Th細胞サブセットに属することを確認した(示さず)。さらなる8名の健常ドナーからのCD45RO PBMCを用いた、ペプチドの全アレイに対するE2特異的反応性のより広範なサーベイにより、これらのPBMC単離物のうちの4つは、1又はそれ以上のHPV16 E2ペプチドと反応することが明らかになった(図9c−f、及び示さず)。総合すると、我々のデータにより、試験した健常ドナーの約半数中に、HPV16 E2ペプチドに対する、CD45RO 記憶型の、IFNγ分泌性Th細胞が存在することが明らかになった。注目すべきことに、これらの応答が検出される頻度が、全PBMC中に見出される増殖性応答の最強のサブセットの頻度と非常に近い(表4)。このことは、これらの応答もまた、おそらく生体外で初回免疫された未利用のT細胞によるのではなく、記憶T細胞による反応性を表していることを示唆している。
【0074】
HPV16 E2特異的Thクローンの、他のHPV型の配列を有するペプチドとの交差反応性
HPV感染は普遍的な性質を持っているので、人類の大部分は、おそらく複数のHPV型に遭遇している(Thomas et al. 2000; Koutsky et al. 1997)。さらに、ウイルス遺伝子産物のタンパク配列は、HPV型同士の間でかなりの程度保存されている。従って、ある方のHPVと以前に遭遇することにより誘起されるT細胞レパートリーの少なくともある分画が、他のHPV型に次に感染した際に交差反応し、従って防御していることがあり得る。HPV16 E2タンパクの配列を、種々の他のHPV型の配列と並べることにより、それは他の高リスク型の配列と顕著に保存されていることが明らかになった。この保存は、HPV16 E2配列を、低リスク又は一般的な方の配列と比較した場合ほどは顕著ではないが、全てのケースにおいて、最大の保存が、E2配列のある領域内に閉じ込められていることが明らかである。具体的には、HPV16 E2の3つの領域が、他の型のHPVと相同性を共有している。3つの領域とは、N末端部分であるE231−120、E2151−195及びC末端領域であるE2271−365である。これらの領域は、E2の主な機能的ドメインと同じ位置にある。すなわち、N末端ドメインは、このタンパクの転写活性化機能を有しており、C末端部分は、その配列特異的DNA結合性を媒介する。210〜270番目の残基に亘る中間配列は、2つのキーとなる機能的ドメインを連結する、いわゆるヒンジ領域を構成し、この部分はHPV型間であまり保存されていない。興味深いことに、短期間増殖アッセイにおけるE2特異的応答の我々の解析により、最も免疫原性なペプチドは、HPV16 E2配列の2つの保存ドメイン中に集中している(表4参照)。これらの考えに鑑み、HPV16 E2配列のC末端部分から誘導されたエピトープに対して育成された、我々の確立されたThクローン(図5〜8)が、この特定のE2配列に関してHPV16と最大の相同性を共有する、多数の他の型のHPVのE2ペプチドと交差反応することができるかどうかを試験した。本当に、DQ6−拘束E2311−325特異的Thクローンは、HPV26,31,35及び45型の対応するペプチドを強く認識した(示さず)。このエピトープ内のアミノ酸相同性は、73〜87%である(同一又は類似の理化学的性質を有するアミノ酸)。我々の他のThクローンは、高度に相同的な他のHPV型のE2ペプチドに対して考慮すべき交差反応性を示さなかった(示さず)。これらのデータは、我々のアッセイで検出されたHPV16 E2反応性Th記憶の一部は、HPV16以外の型のエピトープとの遭遇に関連しているかもしれないことを示しており、また、この免疫レパートリーの大部分は、おそらくHPV16自身との遭遇を介して確立されたものであることを示唆している。
【0075】
実施例3
材料及び方法
被検者及び対照
匿名の健常血液銀行ドナー(D)のPBMCを得た。これらのドナーは、匿名であるので、追加的なデータは入手できない。しかしながら、異常なパピローマウイルス塗沫を包含する、最近の感染履歴が知られているドナーは、通常の規制の一部として、献血を思いとどまらされる。
【0076】
CIN又は子宮頚癌を有する被検者(S,表2)の研究は、この論文において、HPV16感染子宮頚癌病巣に対する細胞性免疫を研究した「サークル研究 (CIRCLE study)」に記載されている。ライデン大学医学センター(LUMC)の婦人科において、組織学的に照明されたCIN III又は子宮頚癌を呈している婦人を、インフォームドコンセント後、この研究に利用させてもらった。研究計画は、LUMCの倫理委員会で承認された。治療の日に採血した。CIN IIIを有する被検者を、LEEP又は冷ナイフ円錐切除で処置した。IB−IIAの段階にある場合には、根治的な子宮摘出を行った。バイオプシー又は外科的切除標本のパラフィン埋め込み切片から単離されたDNA上でHPV16特異的プライマーを用いてHPV16の分類を行った(Claas et al., 1989)。HPV特異的T−ヘルパー応答は、進行性疾患を患っている被検者中に検出されると予測されたので(de Gruijl et al., 1998)、我々は、IB段階の子宮頚癌を有する被検者を分析することを選んだ。
【0077】
抗原
E6タンパク上に亘る、用いた15個の重複する22−merのペプチド(例えば、1−22, 11−32, 21−42, 31−52, 41−62, 51−72, 61−82, 71−92などで、最後のペプチドがアミノ酸137−158から成る)は、タンパク中の第1番目と最後のアミノ酸で示される。ペプチドは先に記載したように合成し、溶解した(van der Burg et al., 1999)。
【0078】
記憶応答混合物(MRM):破傷風トキソイド(1 LF/ml; National Institute of Public Health and the Environment, オランダ国Bilthoven)及びMycobacterium tuberculosisの超音波破砕物(2.5μg/ml; オランダ国Royal Tropical Institute のP. Klatser博士が気前よく分与)を、典型的な普遍的(recall)抗原に応答してPBMCが増殖する能力を制御するために用いた。
【0079】
ELISPOTによる抗原特異的T細胞の解析
24ウェルプレート(Costar, マサチューセッツ州Cambridge)に収容した、10%FCSが添加され、5μg/mlのE6から誘導された前記22−merのペプチドを含む又は含まない1mlのISOCOVEの培地(Gibco)中にPBMCを2x10細胞/ウェルの密度で播種した。陽性対照として、各プール中、4つの重なる30アミノ酸長のペプチドから成る、インフルエンザA/PR/8/34 M1タンパクの上記プールの存在下でPBMCを培養した。
【0080】
CD45RO細胞を用いた場合には、10% FCS及び記載した単一のペプチド又はペプチドのプールを10μg/ml/ペプチドの濃度で添加した、24ウェルプレート(Costar)に収容された1mlのIMDM中に、CD45RO細胞を10細胞/ウェルの密度で播種した。37℃で4日間インキュベートした後、PBMCを回収し、洗浄し、IFNγ捕獲抗体(Mabtech AB, スウェーデン国Nacha)を被覆したMultiscreen 96−ウェルプレート (Millipore, オランダ国Etten−Leur)に10細胞/ウェルの密度で、4〜6個のレプリケートを構成するように播種した。ELISPOTを、製造者(Mabtech)の指示に従ってさらに行った。スポットの数は、コンピューター制御の完全自動化ビデオイメージング分析システム(Carl Zeiss Vision)を用いて分析した。特異的スポットは、試験ウェルの平均スポット数から、培地のみの対照のスポット数+2x標準偏差を差し引くことにより算出した。抗原特異的T細胞頻度は、T細胞頻度が>1/10,000 PBMCである場合に非応答物に比較して増加したと考えた。
【0081】
PBMCのCD45RO記憶分画の単離
CD45ROマイクロビーズ(カタログ番号460−01, Miltenyi Biotec, ドイツ国)と共にインキュベーションした後のMACSによりバフィーコートから記憶細胞(CD45RO)を新たに単離した。得られたCD45RO分画の純度は、CD45RO 及びCD45RA (CD45RA−FITC, カタログ番号347723、CD45RO−PE, カタログ番号347967, Becton Dickinson Biosciences, 米国)に対して表面染色を行った後のフローサイトメトリーにより測定したところ>95%であった。
【0082】
結果
若い性的に活発な個体における一般的に一過性の生殖HPV感染の高い出現率(Karlsson et al., 1995; Koutsky et al., 1997; Ho et al., 1998)及び試験した健常被検者の約半数に見られた、HPV16 E2特異的免疫の顕著な発現(実施例2参照)に鑑み、我々は、4日間IFNγ−ELISPOTアッセイにより、ヒト集団中の自然な、生体内で誘起された、HPV16 E6−特異的応答を調べた。このアッセイは、刺激するとIFNγを分泌するTヘルパー細胞のみを検出し、未利用のTヘルパー細胞は刺激してもIFNγを分泌しない(実施例1及び2並びにその中で引用した文献参照)。18名の健常血液ドナーからのPBMC中に存在するペプチドの完全なアレイに対するE6特異的反応性のサーベイにより、これらの18名のうちの11名(>60%)のPBMC単離物が、1又はそれ以上のHPV16 E6ペプチドに応答した(表6a)。応答の大部分は、E6のC末端(E681−158)において認められた。さらに、全ての健常ドナーは、一般的な普遍性抗原であるインフルエンザマトリックス1タンパクに反応した。インフルエンザM1及びHPV16 E6特異的Tヘルパー細胞の頻度は同程度であった。興味深いことに、HPV16+患者について同様なサーベイを行ったところ、わずか3/12(25%)のみがHPV16 E6ペプチドと反応した。このことは、健常被検者中に見出されるE6応答が、この疾病に対して防御的であることを示している。
【0083】
【表6】
Figure 2004525115
【0084】
18名の異なる健常血液ドナーを試験した。
HPV16 E6から誘導されたペプチドの第1番目及び最後のアミノ酸番号を示す。M1P1−M1P4は、インフルエンザAマトリックス1タンパク(inf A/PR/8/34)から誘導された、15残基重なり合う、4つの30アミノ酸長ペプチドの4つの異なるプールである。
示したものは、100,000個のPBMC当りの特異的スポットの数である。特異的スポットは、ペプチドで刺激した後のスポットの平均数から、培地対照の平均スポット数+2xSDを差し引くことにより算出される。太字の数字は、T細胞頻度≧1/10,000を示す。
【0085】
【表7】
Figure 2004525115
【0086】
HPV16特異的記憶T細胞が、ヒト集団の大きな分画中に存在するという我々の観察を確認するために、我々はHPV16 E6ペプチドで刺激する前の、特異的CD45RO+の、PBMCの記憶分画を単離した。4日間の刺激後、HPV16 E6に対する明確な応答を検出することができた。総合すると、我々のデータにより、試験した健常ドナーの約半数中に、HPV16 E6ペプチドに対する、CD45RO 記憶型の、IFNγ分泌性Tヘルパー細胞が存在することが明らかになった。
【0087】
さらに、2名の異なるHLA−DR1陽性血液ドナーのPBMCを、協働してE6 109−158をカバーする、2個の長い35−merのプールで刺激した。これらのドナーのPBMCは、ペプチドE6 121−142及びペプチドE6 127−158並びにE6タンパクに対して特異的に増殖した。これらのバルクの1つから誘導したCD4+Tヘルパークローンをさらに解析した。このクローンは、HPV16 E6ペプチド及びHPV16 E6タンパクで刺激すると、HLA−DR1拘束的に、特異的に増殖し、IFNγを産生した(図16)。
【0088】
結論
HPV16 E6抗原に対する、健常被検者からのPBMC培養物中のIFNγ応答の解析を通じて、我々は、このタンパクが、これらのドナーの約半数において強いT細胞反応性が検出される高度に免疫原性のペプチド配列を含んでいることを示した。次いで健常ドナーPBMCのCD45RO記憶分画の試験により、これらのHPV16 E6−特異的IFNγ−分泌CD4T細胞がPBMCのT細胞記憶分画中に存在し、従って、HPVに遭遇することにより生体内で初回免疫されていたことを明らかにした。同様なサーベイにより、HPV16 E6特異的IFNγ分泌T細胞は、HPV16+患者中にはほとんど存在しないことが示された。総合すると、我々のデータは、健常被検者の大部分のT細胞レパートリーは、HPV16 E6抗原に対して反応性を有する、記憶1型サイトカイン産生Tヘルパー細胞を高い頻度で含み、これらが疾病に対して防御的であることを示している。
【0089】
重要なことに、健常個体中にE2及びE6又は他のいずれかの非構造HPV16タンパクに対する記憶T細胞応答が存在することに関する報告を我々は見つけていない。実際、多くの例で健常個体は、用いた培養条件についての陰性対照として用いられていた。今、我々は、2つの独立した研究(実施例2及び実施例3)において、健常ドナーから誘導されたPBMCがHPV16特異的Tヘルパー細胞を含むことを示した。Tヘルパー応答の大部分は、E2及びE6の特定の領域に対するものである。これらの記憶型Tヘルパー細胞の存在は、これらの個体がHPV16感染に遭遇したことがあり、免疫系の細胞性T細胞アームを介してその感染を排除したことを示している。このことは、これらの抗原に対するT細胞応答が、HPV感染に対する防御的応答の一部であることを暗示している。したがって、これらの型の応答を誘起又は追加免疫することは、HPVにより誘起される疾病に対する防御のための有力な道具になり得る。
【0090】
実施例4
材料及び方法
雄C57/B16マウス(1群当りn=8)に、10μgのE1A−誘導CTLエピトープ(SGPSNTPPEI)そのもの又は該CTLエピトープを含む、HPLCで精製した、30μgの32アミノ酸長のペプチドRECNSSTDSCDSGPSNTPPEIHPVVRLCPIKPをワクチン投与した。ペプチドはPBS中に溶解し、IFAと1:1の比率で混合した。マウスには、第1日に200μLの体積でペプチドを皮下投与した。14日後、マウスを0.5 x 10 個のAR5腫瘍細胞(E1A + Rasトランスフォームドマウス胎児細胞)で攻撃した。100日間にわたり、マウスの生存を監視した。
【0091】
結果
細胞障害性Tリンパ球(CTL)エピトープを表す合成ペプチドをワクチン投与することにより、腫瘍又はウイルスに対して防御的CTL媒介免疫がもたらされ得る。ヒトアデノウイルス早期領域1(Ad5E1)によりトランスフォームされたB6腫瘍細胞は、Ad5E1A及びAd5E1BによりコードされるCTLエピトープを免疫系に提示する。これらのエピトープのどちらかに対するCTLクローンは、確立されたAd5E1−誘起腫瘍を根絶することができる。このことは、これらのCTLエピトープが、腫瘍の縮退を媒介することができるCTLの標的であることを示している。Ad5E1−発現腫瘍細胞に対する防御的免疫は、Ad5E1によりトランスフォームされた細胞及びAd5E1領域を含むアデノウイルスベクターで免疫することにより確立することができる。いずれの場合も、防御的免疫は、特異的CTL記憶を伴う。しかしながら、E1A誘導CTLエピトープの最小のペプチドエピトープ配列又はE1B誘導CTLエピトープの最小のペプチドエピトープ配列をワクチン投与した場合には、Ad5A1発現腫瘍に対する防御は失われた。
【0092】
ヒトアデノウイルス5型E1A領域(Ad5E1A234−243)から誘導されたCTLエピトープをワクチン投与すると、Ad5E1A発現腫瘍の成長が阻害されるのではなく促進された。ペプチドワクチンとは対照的に、Ad5E1Aを発現するアデノウイルスをワクチン投与すると、Ad5E1A特異的免疫が誘起され、Ad5E1A発現腫瘍の増殖が妨げられた。これらの結果は、合成ペプチドでの免疫が、抗腫瘍CTL応答を排除し得ることを示している(Toes et al., 1996a)。さらに、少ない投与量のAd5E1Bペプチドを皮下投与することによりワクチン接種すると、同様にこの有害反応が見られる。Ad5E1BによりコードされたCTLエピトープに対するCTL応答は、Ad5E1でトランスフォームされた細胞によるワクチン接種後のB6マウスにおける抗腫瘍応答に最も寄与するので、Ad5E1Bペプチドを選択した。Ad5E1Bペプチドをワクチン投与されたマウスは、Ad5E1発現腫瘍細胞の増殖に対して防御されず、しかしその代わりに、ワクチン接種されていないマウスにより排除される腫瘍接種物を排除することがもはやできなかった。さらに、Ad5E1B発現腫瘍に対する腫瘍細胞のワクチン接種により誘起された防御は、腫瘍攻撃の数日前にAd5E1BによりコードされるCTLエピトープを注射することにより失われた。これは、Ad5E1B特異的CTL活性のペプチド誘起寛容を伴う(Toes et al. 1996b)。
【0093】
結論として、CTLエピトープ長そのものの合成ペプチドで免疫すると、腫瘍排除能力の欠如を伴うCTL寛容がもたらされ得る。最小のエピトープで免疫することによるCTLの寛容又は機能欠失の問題は、長いペプチド(22〜35アミノ酸残基)を用いることにより回避される。このことを証明するために、我々は、10アミノ酸長のE1A誘導CTLエピトープを含む、32アミノ酸の長いE1A誘導ペプチドをC57/B16マウスにワクチン接種した。 前記10アミノ酸長のペプチドエピトープは、そのまま接種すると腫瘍に対する防御が失われるものである。図10に示すように、ペプチドエピトープSGPSNTPPEIそのものをワクチン接種した対照マウス(n=8)は、腫瘍による攻撃後50日以内に全て死亡した。対照的に、32アミノ酸長のペプチドをワクチン接種した群のマウスは、第50日には全て生きており、100日間の追跡期間中にわずか1匹のみが死亡した。
【0094】
結論
ウイルス感染した細胞又は腫瘍細胞に対して被検者を免疫することに臨床的に関連する手法では、特異的T細胞及びCTLの両者が誘起されるべきである。我々は既に、いくつかのモデルでは、最小のCTLエピトープで免疫することにより、腫瘍に対する防御がもたらされる (Kast et al. 1991, Feltkamp et al. 1993)が、これはまた、誘導されると本来は防御的である(Toes et al. 1996ab)、ウイルス又は腫瘍特異的CTLの寛容又は機能欠失をもたらし得ることを示した。交差初回免疫及び他のメカニズムによる、MHCクラスI分子による提示のための外来性抗原のプロセッシングは、現在、周知の内発性経路に次ぐ、MHCクラスIによる提示のためのプロセッシングの第2経路として広く認識されている(Jondal et al., 1996, Reimann et al. 1997)。ペプチドエピトープそのものをマウスにワクチン接種する場合とは対照的に、CTLエピトープを含む長いペプチド配列をワクチン接種すると、腫瘍に対してマウスを防御することに関わるCTLの喪失がもたらされず、その代わりに次なる腫瘍攻撃に対してマウスを防御する、CTL媒介免疫応答がもたらされることを今、我々は示した。
【0095】
実施例5
マウス及びセルライン。 C57BL/6 (B6, H−2)マウスは、IFFA Credo (フランス国Paris)から得た。MHCクラスII−/−B6マウスは、Taconic(米国)から購入し、CD40−/− B6マウスはThe Jackson Laboratory (米国Maine)から得た。腫瘍セルラインTC−1は、C57BL/6起源のマウス胎児細胞(MEC)を、HPV16 E6/E7及びc−H−ras腫瘍遺伝子によりトランスフェクトすることによって生成された。腫瘍セルライン13.2は、H−2D E1AエピトープがHPV16 E749−57CTLエピトープで置換された、アデノウイルス5型誘導E1タンパクでトランスフォームされたMEC(B6)から誘導された。D1細胞は、C57BL/6マウスから誘導された、長期増殖因子依存性の未熟脾臓樹状細胞(DC)である。
【0096】
ペプチド。 HPV16 E7誘導ペプチドE749−57: RAHYNIVTF及びE743−77: GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIRは、自動複数ペプチド合成機(Abimed AMS 422, ドイツ国Langenfeld)上で固相法により合成した。ペプチドは、逆相HPLCで混入物を分析し、−20℃で保存した。
【0097】
テトラマー及び抗体。 PE標識H−2DエピトープE749−57(RAHYNIVTF)含有テトラマーを構築し、ペプチド特異的CTL免疫の解析に用いた。FITC標識抗CD8b.2 Ab (Ly−3.2) (クローン 53−5.8), APC標識抗CD4 Ab (L3T4) (クローンRM4−5)及びPE 標識抗IFN−γAb (クローンXMG1.2) (BD PharMingen, 米国San Diego)を種々のFACS法に用いた。
【0098】
アジュバント。 IFA(フロインドの不完全アジュバント)は、Difco Laboratories (米国Michigan)から得た。Montanide ISA 51は、SEPPIC (フランス国Paris)から購入した。CpG−オリゴデオキシヌクレオチド(ODN)1826は、Technical University of Munich (ドイツ国Munich)のG.B. Lipford博士から親切に提供してもらった。GM−CSFは、PeproTech (米国Rocky Hill)から得た。刺激性抗CD40抗体を産生するFGK−45ハイブリドーマ細胞は、A. Rolinkにより提供された。MPLは、Ribi Immunochem. Research (米国、Hamilton)のM. Johnson博士に親切に提供してもらった。
【0099】
免疫戦略。 C57BL/6マウスは、E749−57 CTLエピトープのモル濃度が同程度になるように、PBSに溶解した50μgのE749−57ペプチド又は150μgのE743−77 35−merを皮下注射した。種々のアジュバントとの組み合わせを試験した。IFA及びMontanideの場合には、溶解したペプチドを、これらのそれぞれの物質50%に乳化した。ODN−CpG (50 μg/マウス), MPL (10 μg/マウス)及びGM−CSF (4μg/マウス)は全てPBSに溶解し、皮下ワクチン接種の前にペプチドと混合した。注射した総体積は200μL/マウスであった。抗CD40抗体はPBSに溶解し、ペプチドとは別に、注射当り100μgの量(総体積200μL/マウス)で第0、1及び2日に静脈内注射した。10日後に脾臓を回収するか、又は、記載した場合には、初回免疫の50日後に同一のワクチンを追加免疫し、追加免疫10日後に脾臓を回収した。35−merのE743−77の場合には、後者の戦略により、最初のワクチン接種の跡に記憶CTL及びTヘルパー細胞が形成され、追加免疫を行ったときにHPV16 E743−77特異的Tヘルパー細胞によってDCが活性化されるかもしれない。治療的抗腫瘍実験では、腫瘍担持マウスは、全てのマウスにおいて腫瘍が触診可能な時及びその14日後に、2回ワクチン接種した。
【0100】
T細胞培養。 0.5 x 10個のE749−57発現細胞(腫瘍セルライン13.2)の存在下、あるいは、記載した場合には、D1細胞の存在下で、完全培地中で脾細胞(24ウェルプレート中5 x 10細胞/ウェル)を培養することにより免疫マウスからT細胞を得た。使用前に、D1細胞をE743−77 35−merと共に16時間培養し、次いでLPS(10μg/ml)を加えることにより6時間活性化し、次に完全に洗浄した。完全培地は、8% FCS, 100 IU/mlペニシリン, 2mMグルタミン (ICN, 米国オハイオ州Aurora)及び30 μM 2−ME (Merck, ドイツ国Darmstadt)を添加したIscoveの修飾ダルベッコ培地(IMDM; BioWhittaker, 米国メリーランド州Walkersville)から成る。培養物は、5% COを含む湿潤空気中で37℃で維持した。外来性IL−2は添加しなかった。第6日に、死んだ細胞をFicoll密度勾配遠心により培養物から除去し、残る細胞を1x10細胞/ウェルで24ウェルプレートに播種した。第7日にテトラマー染色又は細胞内サイトカイン染色を行った。
【0101】
テトラマー染色。 腫瘍セルライン13.2で7日間刺激した脾臓培養物を、40x10個/ウェルの量で96ウェルV底マイクロタイタープレートに移し、PBS/0.5% BSAで2回洗浄した。次いで、PE−標識E749−57含有テトラマーを加えた。室温で30分間インキュベートした後、細胞をPBS/0.5% BSAで2回洗浄し、FITC−標識抗CD8b抗体と30分間インキュベートした。次いで細胞を、PBS/0.5% BSAで2回洗浄し、プロピジウム アイオダイド(PI)含有(0.5μg/ml) PBS/0.5% BSAに懸濁し、チューブに移した。細胞試料を、CellQuestソフトウェアを用い、FACS Caliburフローサイトメーター(Becton Dickinson, 米国カリフォルニア州San Jose)で解析した。合計20x10事象(event)の蛍光強度を解析した。破片はPI染色を用いてゲートアウトし、次いで、CD8分画をゲートした。非免疫対照マウスからの、同様に培養し、染色した細胞の平均バックグランドテトラマー染色では、CD8細胞が1%未満であることがわかった(0.94%、標準偏差0.36%)。陽性コントロールとして、HPV16 E7特異的CTLクローン9.5を用いた。
【0102】
細胞内サイトカイン染色。 E743−77 35−merで7日間パルスしたD1細胞で脾臓培養物を刺激した。次いで、CD8及びCD4 IFN−γ産生T細胞の割合を以前に記載した方法(van der Burg et al., 2001)で測定した。注目すべきことに、LPS−活性化非パルスD1細胞又はE749−57若しくはE43−77 35−mer(5μg/ml)でパルスしたD1細胞を、刺激細胞として用いた。
【0103】
結果
HPV16 E7Tヘルパー−及びCTLエピトープを含む、35アミノ酸長のE743−77ペプチドを初回免疫−追加免疫ワクチン接種すると強いCTL応答がもたらされる
マウス(B6)に、IFAと混合した、最小のCTLエピトープであるHPV16 E749−57又は35残基長のHPV16 E743−77ペプチドを1回ワクチン接種した。ワクチン接種10日後、脾臓を回収し、生体外で1週間刺激した。次に、E749−57ペプチド特異的CTLの割合を、H2−D E749−57 (RAHYNIVTF)−テトラマー染色(van der Burg et al., 2001)により測定した。両方の群で、9匹中3匹のマウスがワクチンに応答し、一般的にCD8T細胞の5%がテトラマーで染色された(図11A−B)。これは、ワクチンが1回注射されたときに同等によく作用することを示している。
【0104】
強いE749−57特異的CTL応答を得るために、両方のワクチンを初回免疫−追加免疫法に用いた。これにより、初回免疫されたT細胞が、50日後の第2のワクチン接種により応答が増強される前に記憶T細胞を形成することが可能であった。最小CTLエピトープを2回投与されたマウスは、1回ワクチン接種の後と同等なCD8T細胞応答を示した(図11C)。対照的に、長いペプチドで初回免疫及び追加免疫されたマウスでは、11匹のうち9匹が、より多数のE749−57特異的CD8T細胞(平均19%、5〜40%の範囲)を形成し、強いE749−57特異的CTL応答を示した(図11D)。これらの実験は、均一初回−追加免疫法で長いペプチドをワクチン接種する方が、最小のCTLエピトープをワクチン接種するよりも優れていることを示しており、これは、長いペプチド中に本来的に存在するTヘルパーエピトープによるTヘルパー細胞の形成が、CTL応答のレベルにかなり寄与していることを示している。
【0105】
強いE749−57特異的CTL応答はMHCクラスII拘束Tヘルパー細胞とCD40−CD40L相互作用に依存する
長いE743−77ペプチドで初回−追加ワクチン接種した後に検出される印象的なCTL応答が実際にMHCクラスII拘束E7特異的Tヘルパー細胞により増強されたものであることを示すために、MHCクラスII−/−マウスに長いペプチドワクチンを初回−追加免疫した。MHCクラスII−/−マウス中に検出されるE749−57特異的CTLの数は、2回のワクチン接種後のB6マウス中に見出される数よりもはるかに少なく、1回のワクチン接種後に見出される数と同等であった(図11E)。CD4Tヘルパー細胞が初回免疫後に既に誘起されていることを確認するために、IFA中の長いペプチドをマウスに1回ワクチン接種した。次いで、E743−77特異的IFN?産生CD4T細胞の割合を細胞内サイトカイン染色により測定した。バックグランドを超える応答は、免疫されていないマウス中には観察されなかったが(データ示さず)、ワクチン接種したマウスからのCD4T細胞の5%以上は、長いE743−77ペプチドで刺激すると特異的に応答した(図12A)。これらのデータは、MHCクラスII拘束CD4Tヘルパー1型応答が1回のワクチン接種後に誘起されていることを示しているだけではなく、これらのE743−77ペプチド特異的Tヘルパー細胞が、強いCTL応答を誘起するために必要であることを示している。追加免疫すると長いペプチドをプロセスして提示するプロフェッショナルAPCは、E743−77ペプチド特異的Tヘルパー細胞によるCD40−CD40L相互作用を介して活性化される。これは次いで増強されたCTL活性化をもたらすであろう。
【0106】
E743−77ペプチドとDC−活性化剤とを1回ワクチン接種すると、HPV16 E7に対する強いT−ヘルパー及びCTL応答がもたらされる
もし、プロフェッショナルAPCのT−ヘルパー媒介活性化が、観察される強いCTL応答にとって重要であるならば、DCを直接活性化するとT細胞の助けの欠如を回避することができ、1回のワクチン接種が、十分なCTL応答を誘起するのに十分であるはずである。この主題について研究するために、B6マウスに、長いペプチド又は最小のE749−57ペプチドを、種々のDC活性化剤と組み合わせてワクチン接種した。IFA及びヒト用IFAであるMontanideを対照として用いた。IFA(図11A−B)の場合と同様、Montanideアジュバントを投与した場合、応答は見られなかった(データ示さず)。さらに、最小のCTLエピトープ又は長いペプチドと、抗CD40抗体又はGM−CSFとを組み合わせたものをワクチン接種されたマウスは、CTL応答を全く又は最小にしか示さなかった(図13A−B)。しかしながら、GM−CSFとIFAの組み合わせは、長いペプチドを投与した時に穏やかなE749−57特異的CTL応答をもたらした(図13C)。MPL又はODN−CpGと混合した最小ペプチドを投与されたマウスは、IFAをワクチン接種されたマウスに比べて応答者の数は増えなかったが(それぞれ4/9及び4/12)(図11A)、数匹のマウスは明確なCTL応答を示した(図13D−E)。対照的に、長いペプチドをワクチン接種すると、すべてのマウスにおいてE749−57特異的CTL応答がもたらされた。さらに、大部分の動物において、検出されたCTL応答は高かった(CD8T細胞が40%以下)。さらに、長いペプチドとODN−CpGとを1回ワクチン接種すると、IFAをアジュバントとして用いた場合に比べ、さらに多数のE743−77特異的IFNγ−産生CD4T細胞がもたらされた(CD4T細胞の15〜20%)(図12B)。誘起された応答が、本当にTヘルパー細胞に非依存的であることを示すために、MHCクラスII−/−マウスに長いペプチドとODN−CpGをワクチン接種した。図13Fに示す通り、1回のワクチン接種後に強いCTL応答が検出された。Tヘルパー非依存性のセッティングにおいて、長いペプチドとDC活性化剤とをワクチン接種する方が最小のCTLエピトープをワクチン接種するよりも優れていることは、全ての有核細胞上に存在するMHCクラスI分子に結合することができる最小のCTLエピトープに比べて、長いペプチドが優先的にプロフェッショナル抗原提示細胞(APC)によりプロセスされ提示されることを示している。
【0107】
35−merとDC活性化アジュバントODN−CpGをワクチン接種することによりHPV16発現腫瘍を効果的に根絶し得る
長いペプチドワクチンの有効性を試験するために、腫瘍担持マウスを、ODN−CpGと混合したE749−57ペプチド又は長いE743−77ペプチドで免疫した。注目すべきことに、全てのマウスにおいて腫瘍が触診可能である時(第10〜14日)にワクチン接種を行った。2回目のワクチン接種は、E7特異的Tヘルパー及びCTL免疫を維持するために14日後に行った。ODN−CpG単独で処理したマウスは、抗腫瘍活性を示さなかった(図14A)。動物の大部分は、処理後14日以内に、激しい腫瘍増殖の故に殺さなければならなかった。ペプチド及びODN−CpGで処理した両方の群においては、処理の8〜12日後に腫瘍増殖の阻害が見られた。E749−57ペプチドとODN−CpGで処理したマウスでは、9匹のうち3匹(動物の30%)において根絶が観察されたが、他のものは一時的に腫瘍の増殖を安定化し得たに過ぎず、次いで腫瘍のために死亡した。対照的に、長いペプチドとODN−CpGで処理した10匹のマウスのうち8匹では、200〜500mmのものもいくつかあった腫瘍が根絶された。
【0108】
結論
我々は、HPV16 E7から誘導された35残基の長いペプチドをワクチン接種した後の方が、最小のCTLエピトープをワクチン接種した後よりも、HPV16 E7特異的CTL応答がはるかに強いことを示す。我々のデータは、2つの独立したメカニズムの少なくとも1つでこれが説明されることを示している。第1に、この実施例で用いた35残基の長いペプチドは、CTLエピトープとTヘルパーエピトープの両者を含んでいる。MHCクラスII−/−マウスのワクチン接種により、APCとE7特異的Tヘルパー細胞の間の相互作用がCTL応答のレベルにかなり寄与していることが示された。さらに、強いDC活性化剤と混合した前記長いペプチドを投与することにより、T細胞の助けの必要性を回避することができた。第2に、この実施例における最小のCTLエピトープ(9残基)又は前記長いペプチドワクチンと、DC活性化剤との組み合わせにより誘起されるCTL応答を直接比較すると、野生型及びMHCクラスII−/−の両方とも、長いペプチドをワクチン接種した方がはるかに良好なCTL応答をもたらすことが示された。このことは、最小のCTLエピトープとは対照的に、長いペプチドが、プロフェッショナルAPCによって好ましく提示されることを示している。さらに、我々は、長いペプチドと強いDC活性化剤とをワクチン接種することにより、確立された腫瘍の完全な根絶がもたらされることを示す。これらのデータは、長い重なり合うペプチドを単独で、又は強いDC活性化剤と組み合わせて将来のヒト試験に用いる科学的な根拠を与える。
【0109】
我々の長いペプチドワクチンが高い有効性を有していることは、他のことよりも、Tヘルパー及びCTLエピトープが物理的に結合されていることに起因する。エピトープ連結の潜在的な利点は、MHCクラスI及びMHCクラスII拘束エピトープの両方を、単一のAPCの表面上に同時に提示するチャンスが増加し、それによって、同族のT細胞の助けをCTLの初回免疫に到達させることが容易になることにある。CTL及びThエピトープの混合物を用いたワクチンと、物理的に連結された同じCTL及びThエピトープを用いたワクチンとの直接比較により、後者の方がより強いCTL応答をもたらすことが示された(Shirai, 1994; Hiranuma, 1999; Bristol, 2000)。正常B6マウス及びMHCクラスII−/−マウスの我々のワクチン接種により、物理的に結合されたT−ヘルパーエピトープを用いることが強いCTL応答の発達のために有利であることが確認された。さらに、これらの実験は、E7特異的Th細胞とAPCとの相互作用が、CTL応答のこの増強の原因となっていることを示している。正常マウス及びMHCクラスII−/−マウスにおける、最小CTLエピトープ及び長いペプチドにより誘起されるCTL応答を比較することにより、我々の長いペプチドワクチンのもう1つの興味深い性質が明らかになった。これらの実験では、E7特異的Th細胞の寄与は排除されており、ペプチドの物理的性質又は動力学の相違のみが役割を果たす。そのサイズの故に、ペプチドを直接MHCクラスIに結合させることができないので、前記長いペプチドは、外部由来の抗原をプロセスし、MHCクラスI中にペプチドを提示することができるプロフェッショナルAPCに取り込まれる必要があった。我々は、最小ペプチドを用いた場合には、DC活性化がE7特異的CTL応答の結果にわずかにしか影響しないが、長いペプチドワクチンによる、より優れたE7特異的CTL応答の誘起のためにはDC活性化が予め必要であることを示した。総合すると、これらのデータは、前記長いペプチド中に存在するCTL及びThエピトープがプロフェッショナルAPCの表面に好ましく提示されることを示している。最小のHPV16誘導CTLエピトープをワクチン投与すると、DC活性化剤を共に注射しても改善されない、検出可能なCTL応答がもたらされる。このことは、前記ペプチドが、活性化されたプロフェッショナルAPCの表面に提示されるだけではなく、他の有核細胞のMHCクラスI分子中にも提示されることを示している。前記ペプチドは、細胞表面のMHCクラスIに直接結合することができる(Feltkamp et al., 1993)ので、驚くにはあたらない。共刺激を与えることができない細胞(例えば非免疫細胞)により前記CTLペプチドが提示されると、CTL応答が弱められる。従って、これらの非プロフェッショナルAPCによる前記E7−CTLエピトープの提示は、E7特異的CTLの誘起にとって害である。注目すべきことに、我々は以前に、最小のE1A誘導CTLエピトープをワクチン接種すると、誘導されると本来はE1A誘起腫瘍に対して防御的である(Toes et al. 1996ab)E1A特異的CTLの寛容又は機能欠失をもたらしたことを示した。HPV16 E7誘導CTLエピトープの非プロフェッショナルAPCの表面におけるあり得る提示は、アデノウイルス腫瘍モデルで見られるようにE7特異的CTLの誘起を妨害しないが、これらの応答の抗腫瘍効果は低減される。確立された腫瘍を、最小のCTLエピトープとDC活性化剤CpGの治療的ワクチン接種により処理することは、DC活性化剤と混合した長いペプチドワクチンと比較した場合にはるかに効果が少ない。
【0110】
これらの結果は、HPV16により誘起される疾病に対する、予防的及び治療的処置のヒト試験においてこのワクチンを評価するための科学的な基礎を与える。
【0111】
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【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、自然にプロセスされた抗原(Ag)を認識する、ペプチドE741−62 により誘導されたT細胞応答を示す。健常HLA−DR15,4及びDQ6,7陽性血液ドナーからのPBMCを、ペプチドE741−62で4回刺激した。応答T細胞は、3日間の増殖アッセイ(a,b,c)において試験し、又は、IFNγの産生をELISAにより測定するために1日間刺激した(d)。応答細胞(R)及び自己の、又はMHCクラスIIが合致した抗原提示細胞(A)を、記載した抗原、すなわち、組換えHPV16 E6タンパク(E6)、組換えHPV16 E7タンパク(E7)、組換えHIV RTタンパク(RT)又はE6から誘導されたペプチド(例えばE6/81−102、ペプチドE681−102)若しくはE7から誘導されたペプチドと共にインキュベートした。バルクT細胞培養物の増殖(a)、バルクT細胞培養物から誘導されたT−ヘルパークローンの増殖及びHLA−DRに対する抗体を添加することによるE7タンパク特異的応答のブロッキング(b)、部分的にMHCクラスII合致抗原提示細胞で刺激した際のT−ヘルパークローンの増殖(c)、及びT−ヘルパークローンによる24時間当りのIFNγの測定による最小エピトープの詳細なマッピング(d)。
【図2】
図2は、自然にプロセスされた抗原(Ag)を認識する、ペプチドE722−56 により誘導されたT細胞応答を示す。健常HLA−DR3及びDQ2陽性血液ドナーからのPBMCを、ペプチドE722−56で4回刺激した。バルクT細胞培養物の増殖(a)、E722−56、E731−52及びE7タンパクで刺激した場合にバルクT細胞培養物から誘導されたT−ヘルパークローンの特異的増殖(b)、及びT−ヘルパー細胞クローンによる24時間当りのIFNγ生産の測定による最小エピトープの詳細なマッピングとMHCクラスII拘束 (c)。(また、図1及びそれに付随する説明を参照)。
【図3】
図3は、自然にプロセスされた抗原(Ag)を認識する、ペプチドE743−77 により誘導されたT細胞応答を示す。健常HLA−DR1,3及びDQ2陽性血液ドナーからのPBMCを、ペプチドE743−77で4回刺激した。バルクT細胞培養物の増殖(a)、ペプチドE743−77及びE7タンパクに対するTヘルパー細胞クローンの特異的増殖(b)、部分的に合致した(DR3, DQ2)ペプチドでパルスした抗原提示細胞(「APC」)の認識(c)、抗HLA−DR抗体がTヘルパー細胞クローンのE7特異的増殖をブロックすることによりHLA−DR3が拘束要素であることが明らかにされた(d)、及びペプチドE743−77又はE7タンパクで刺激した際の、Tヘルパー細胞クローンによるIFNγの特異的生産(e)。(また、図1及びそれに付随する説明を参照)。
【図4】
図4は、MACSにより分離したCD45RA+(未利用の)T細胞(左)及びCD45RO+(記憶)T細胞(右)を、インフルエンザマトリックス1(M1)ペプチドで刺激すると、CD45RO+サブセットのみにおいてIFNγの生産がもたらされることを示す。M1タンパクは16個の重なり合うペプチドに分けられた。各プールは、15アミノ酸ずつ重なり合う4つの30アミノ酸長ペプチドから成る。
【図5】
図5は、自然にプロセスされた抗原(Ag)を認識する、ペプチドE2301−330及びE2316−345により誘導されたT細胞応答を示す。健常HLA−DR2陽性血液ドナーからのPBMCを、ペプチドE2301−330及びE2316−345で4回刺激した。ペプチドE2301−330及びE2316−345並びにE2タンパクに対するT−ヘルパー細胞クローンの特異的増殖(a)、E2301−330及びE2316−345ペプチドで刺激した際のTヘルパー細胞クローンによるIFNγの特異的生産(b)、最小エピトープE2316−330の詳細なマッピング(c)、及び抗HLA−DR抗体がTヘルパー細胞クローンのE2特異的IFNγ生産をブロックすることによりHLA−DR2が拘束要素であることが明らかにされた(d)。 (また、図1及びそれに付随する説明を参照)。
【図6】
図6は、自然にプロセスされた抗原(Ag)を認識する、ペプチドE2301−330及びE2316−345により誘導されたT細胞応答を示す。健常HLA−DR2,DQ6(1)陽性血液ドナーからのPBMCを、ペプチドE2301−330及びE2316−345で4回刺激した。ペプチドE2301−330及びE2タンパクに対するT−ヘルパー細胞クローンの特異的増殖(a)、E2301−330ペプチドで刺激した際のTヘルパー細胞クローンによるIFNγの特異的生産(b)、最小エピトープE2311−325の詳細なマッピング(c)、及び抗HLA−DR抗体がTヘルパー細胞クローンのE2特異的IFNγ生産をブロックすることによりHLA−DQ6(1)が拘束要素であることが明らかにされた(d)。 (また、図1及びそれに付随する説明を参照)。
【図7】
図7は、自然にプロセスされた抗原(Ag)を認識する、ペプチドE2331−365により誘導されたT細胞応答を示す。健常HLA−DR2陽性血液ドナーからのPBMCを、ペプチドE2331−365で4回刺激した。ペプチドE2331−365及びE2タンパクに対するT−ヘルパー細胞クローンの特異的増殖(a)、E2331−365ペプチドで刺激した際のTヘルパー細胞クローンによるIFNγの特異的生産(b)、最小エピトープE2346−355の詳細なマッピング(c)、及び抗HLA−DR抗体がTヘルパー細胞クローンのE2特異的IFNγ生産をブロックすることによりHLA−DR2が拘束要素であることが明らかにされた(d)。 (また、図1及びそれに付随する説明を参照)。
【図8】
図8は、自然にプロセスされた抗原(Ag)を認識する、ペプチドE2331−365により誘導されたT細胞応答を示す。健常HLA−DR1陽性血液ドナーからのPBMCを、ペプチドE2331−365で4回刺激した。ペプチドE2331−365及びE2タンパクに対するT−ヘルパー細胞クローンの特異的増殖(a)、最小エピトープE2351−365の詳細なマッピング(b)、及び抗HLA−DR抗体がTヘルパー細胞クローンのE2特異的IFNγ生産をブロックすることによりHLA−DR1が拘束要素であることが明らかにされた(c)。 (また、図1及びそれに付随する説明を参照)。
【図9】
図9は、PBMCのCD45RO+(記憶)分画中に存在するT細胞のE2ペプチド特異的IFNγ生産を示す。PBMCのCD45RO+記憶分画は、MACS技術を用いて単離した。分離後、これらの記憶T細胞を、記載したペプチドで刺激した。10日間のインキュベーション後、細胞を回収し、洗浄し、96ウェルELISPOTプレート中で、ウェル当り50000個のPBMCを、記載したペプチドで刺激した。数種類のプールに対する反応性により、健常血液ドナーから誘導されたCD45RO+ PBMCがHPV16 E2特異的記憶T細胞を含む。前記プールは、以前のアッセイにより確立された、これらのペプチドの免疫原性に基づいて選択された、2つの30アミノ酸長E2ペプチド(第1のペプチドの第1番目のアミノ酸及び第2のペプチドの最後のアミノ酸をX軸に示す)(a−b)、又は、4つの30アミノ酸長E2ペプチド(E2タンパク中の、これら4つのペプチドでカバーされる配列の最初と最後のアミノ酸を示す)(d−f)。MRM: Mycobacterium tuberculosis、破傷風トキソイド及びCandida albicans抗原の混合物から成る記憶応答混合物。(また、図4及びそれに付随する説明を参照)。*、統計学的に有意な応答(p<0.05)。
【図10】
図10は、最小のCTLエピトープを含む、30μgの32アミノ酸長ペプチド(RECNSSTDSCDSGPSNTPPEIHPVVRLCPIIKP)で1回免疫した時のC57/B16マウスの生存を示す。マウスは、14日後に50万個のAR5腫瘍細胞で反対側の脇腹を攻撃した。対照的に、最小の10アミノ酸長のCTLペプチド(SGPSNTPPEI)で免疫したマウスは防御されなかった。
【図11】
図11A−E。HPV16 E743−77 35−merで初回−追加免疫した後、MHCクラスIITヘルパー細胞がE743−77特異的CTL応答を増強する。マウス(B6)は、E749−57ペプチド(A)又はE743−77 35−mer(B)で1回初回免疫し、又は、50日後に同一のペプチド、すなわち、E749−57ペプチド(C)又はE743−77 35−mer(D)で追加免疫した。MHCクラスII−/−マウスは、同様にE743−77 35−merで初回及び追加免疫した(E)。ペプチドは、IFA中に乳化した。最後のワクチン接種から10日後に、脾臓を回収し、培養物をE749−57発現腫瘍セルライン13.2で刺激した。FACSにおける、単離脾細胞の前方及び側方散乱パターン、CD8 (FL4−H)染色並びにH−2D−RAHYNIVTFテトラマー染色に基づき、脾細胞CD8+をH−2D−RAHYNIVTFテトラマー陽性細胞の解析に付した。Y軸には、H−2D−RAHYNIVTFテトラマー陽性のCD8+T細胞の百分率を示す。X軸上の各カラムは各マウスを示す。水平な線は、未利用のマウスのバックグランド応答+標準偏差を示す(1.31%)。
【図12】
図12A−B。E743−77 35−merをワクチン接種した後に、E7特異的Tヘルパー1型細胞が誘起される。5匹のマウス(B6)のセットに、IFA(A)又はCpG(B)と混合したE743−77 35−merを皮下注射した。10日後に脾臓を回収し、E743−77 35−merでパルスしたD1細胞で脾細胞培養物を刺激した。生体外刺激の1週間後、個々のT細胞のIFNγ生産を測定することにより、培養物のCD4分画の特異性を試験した。白抜きのカラムは、パルスされていないD1細胞で刺激されたCD4+T−ヘルパー細胞によるバックグランドIFNγ生産を示し、黒塗りのカラムは、E743−77 35−merでパルスしたD1細胞で刺激した際のCD4+T−ヘルパー細胞によるIFNγ生産を示す。2つのカラムの各セットが個々のマウスを表す。
【図13】
図13A−F。DC活性化アジュバントと組み合わせたE743−77 35−merの1回のワクチン接種は、高いCTL応答をもたらす。マウス(B6)を、E749−57ペプチド(左側に図示する)又は35−mer(右側に図示する)で初回免疫のみ行い、追加免疫を行わなかった。抗CD40抗体(A), GM−CSF (B), GM−CSF+IFA (C), MPL (D)及びODN−CpG (E)をアジュバントとして用いた。同様に、MHCクラスII−/−マウスを、E743−77 35−merとODN−CpG(13F) で初回免疫のみ行い、追加免疫を行わなかった。10日後に脾臓を回収し、培養物をE749−57発現腫瘍セルライン13.2で7日間生体外刺激した。次に、E749−57テトラマー陽性CD8細胞の百分率をFACS解析(Y軸)により測定した。X軸上の各カラムは、個々のマウスを示す。水平な線は、未利用のマウスのバックグランド応答+標準偏差を示す(1.31%)。
【図14】
図14は、樹状細胞活性化剤(CpG)(B; n=9マウス)と混合した最小のCTLエピトープE749−57、もしくは樹状細胞活性化アジュバント (CpG)(C; n=10マウス)と混合したHPV16 E743−77をワクチン接種した、又はワクチン接種しなかった(A; n=10マウス)、TC−1腫瘍で攻撃したマウスにおけるHPV16 E7陽性腫瘍の増殖を示す。ワクチン接種は、全てのマウスが触診可能な小さな腫瘍を有していた時(第10日)に行った。14日後にマウスに追加免疫を施し、最初の免疫から65日間にわたって腫瘍の増殖を追跡した。腫瘍の体積は免疫後7〜10日で減少し始め、それまでに200〜500mmに達していた。さらに、非免疫マウスは、腫瘍がこのような体積に達した後、2〜3日で死亡した。最小のエピトープをワクチン接種された9匹のマウスのうち6匹は腫瘍が原因となって死亡した。一方、長いペプチドをワクチン接種した10匹のマウスのうち8匹では、腫瘍が完全に根絶された。
【図15】
図15は、自然にプロセスされたAgを認識する、ペプチドE2 46−75で刺激されたヒトCD4+ T−ヘルパークローンの増殖を示す。健常HLA−DR4陽性血液ドナーからのPBMCを、ペプチドE246−75で4回刺激した。ペプチドE246−75及びN末端E2タンパクに対するがE2タンパクのC末端側半分には対しない、T−ヘルパー細胞クローン47の特異的な増殖(左)並びにHLA−DR4を介する拘束(右)を示す。異なるが、重複するペプチドE261−75を認識するT−ヘルパークローン36のペプチド特異性を下に示す。(また、図1及びそれに付随する説明を参照)。
【図16】
図16は、自然にプロセスされたAgを認識する、ペプチドE6127−158で誘起されたT細胞応答を示す。健常HLA−DR1陽性血液ドナーからのPBMCを、ペプチドE6127−158で4回刺激した。バルクT細胞培養物の増殖(上、左)及びIFNγ生産(上、右)。さらに、バルクT細胞培養物から誘導されたT−ヘルパークローンの特異的増殖(下、左)及びIFNγ生産(下、右)、並びにE6127−158又はE6タンパクで刺激した時のHLA拘束を示す。(また、図1及びそれに付随する説明を参照)。

Claims (71)

  1. 抗原特異的T細胞応答を誘起及び/又は増強する方法であって、前記抗原に特異的なT細胞エピトープ含む、22〜45アミノ酸残基のペプチドを前記応答を示すことができる系に与えることを含む方法。
  2. 前記ペプチドが22〜40のアミノ酸残基を含む請求項1記載の方法。
  3. 前記ペプチドは、抗原提示細胞を活性化することができる配列を含む請求項1又は2記載の方法。
  4. 前記ペプチドは、T−ヘルパー活性化配列を含む請求項1ないし3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記ペプチドを与えると、該ペプチドが抗原提示細胞によりプロセスされる請求項1ないし4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記ペプチドは、前記抗原の少なくとも2つのT細胞エピトープを含む請求項1ないし5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記エピトープの少なくとも1つは、前記抗原のTヘルパー細胞エピトープ又は前記抗原の細胞障害性Tリンパ球(CTL)エピトープを含む請求項1ないし6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記ペプチドは、前記抗原の少なくとも1つのTヘルパー細胞エピトープ及び前記抗原の少なくとも1つの細胞障害性Tリンパ球(CTL)エピトープを含む請求項1ないし7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記抗原は、ウイルスタンパク又はその免疫原性部分、誘導体及び/若しくは類似体を含む請求項1ないし8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記抗原は、ヒトパピローマウイルス(HPV)タンパク又はその免疫原性部分、誘導体及び/若しくは類似体を含む請求項9記載の方法。
  11. 前記タンパクは、E2、E6及び/又はE7を含む請求項9又は10記載の方法。
  12. 前記抗原は、自己抗原、好ましくは腫瘍細胞特異的自己抗原又はその機能的部分、誘導体及び/若しくは類似体を含む請求項1ないし8のいずれか1項に記載の方法。
  13. 前記抗原は、ウイルス性又は(マイコ)バクテリア性抗原を含む請求項1ないし8のいずれか1項に記載の方法。
  14. 前記抗原は、Mycobacterium tuberculosis及びMycobacterium leprae hsp65 369−412を含む請求項13記載の方法。
  15. 21個以下のアミノ酸を有するペプチドで免疫した場合には、前記系において抗原特異的CTLの寛容及び/又は機能欠失が誘起される請求項1ないし14のいずれか1項に記載の方法。
  16. 前記系にアジュバントを与えることをさらに含む請求項1ないし15のいずれか1項に記載の方法。
  17. 前記アジュバントは、エキソソーム(exosome)、樹状細胞、モノホスホリルリピッドA及び/又はCpG核酸を含む請求項16記載の方法。
  18. 前記系は、動物を含む請求項1ないし17のいずれか1項に記載の方法。
  19. 前記系は、ヒトを含む請求項18記載の方法。
  20. 前記動物は、前記免疫応答を誘起及び/又は増強することにより少なくとも部分的に治療可能又は予防可能な疾患に罹患し又は罹患するリスクを有する請求項18又は19記載の方法。
  21. 前記疾患は、(マイコ)バクテリア性疾患、ウイルス性疾患及び/又は癌である請求項20記載の方法。
  22. 抗原に特異的なT細胞エピトープを含む、22〜45個のアミノ酸残基を有するペプチド。
  23. 22〜40個のアミノ酸残基を有する請求項22記載のペプチド。
  24. 前記抗原に特異的な少なくとも2つのT細胞エピトープを含む請求項23又は24記載のペプチド。
  25. 前記ペプチドはCTLエピトープを含む請求項22ないし24のいずれか1項に記載のペプチド。
  26. 前記ペプチドはTヘルパー細胞エピトープを含む請求項22ないし25のいずれか1項に記載のペプチド。
  27. 前記CTLエピトープは、22個未満のアミノ酸残基を有するペプチド上に存在すると、該エピトープに対するCTL特異性の寛容又は機能欠失がもたらされる請求項26記載のペプチド。
  28. 22〜35個のアミノ酸残基を有する請求項22ないし27のいずれか1項に記載のペプチド。
  29. 32、33、34又は35個のアミノ酸残基を有する請求項28記載のペプチド。
  30. 前記抗原に特異的な免疫応答を誘起及び/又は増強するための請求項22ないし29のいずれか1項に記載のペプチドの使用。
  31. ワクチンの製造のための請求項22ないし29のいずれか1項に記載のペプチドの使用。
  32. HPV関連疾患の治療及び/又は予防のためのワクチンを調製するための請求項22ないし29のいずれか1項に記載のペプチドの使用。
  33. 医薬を調製するための請求項22ないし29のいずれか1項に記載のペプチドの使用。
  34. (マイコ)バクテリア性疾患、ウイルス性疾患及び/又は癌に罹患し又は罹患するリスクを有する個体を処置するための医薬を調製するための請求項22ないし29のいずれか1項に記載のペプチドの使用。
  35. 請求項1ないし21のいずれか1項に記載の方法により前記抗原に特異的なT細胞応答を誘起及び/又は増強し、前記系から前記抗原特異的T細胞を回収することを含む、抗原特異的T細胞を得る方法。
  36. 請求項35記載の方法により得ることができる、単離されたT細胞。
  37. 医薬を調製するための、請求項36記載のT細胞の使用。
  38. 請求項22ないし29のいずれか1項に記載のペプチドを含むワクチン。
  39. 請求項22ないし29のいずれか1項に記載のペプチド及び/又は請求項36記載のT細胞を含む医薬。
  40. 前記抗原に特異的なエピトープを含む前記ペプチドの、細胞集団が抗原特異的T細胞を含むかどうか決定するための請求項22ないし29のいずれか1項に記載のペプチドの使用。
  41. 個体が前記抗原に対する免疫を有するかどうかを決定するための請求項40記載の使用。
  42. 前記T細胞の存在は、ELISA、ELISPOT、遅延型過敏症応答、細胞内サイトカイン染色及び/又は細胞外サイトカイン染色により決定される請求項40又は41記載の使用。
  43. ヒトパピローマウイルス16 E7タンパクの中央部分から選ばれる免疫原性エピトープ。
  44. 前記中央部分は、ヒトパピローマウイルス16 E7タンパクのアミノ酸35〜77に亘る領域を含む請求項43記載の免疫原性エピトープ。
  45. 前記中央部分は、前記E7タンパクのアミノ酸35〜50に亘る領域を含む請求項43記載の免疫原性エピトープ。
  46. 前記中央部分は、前記E7タンパクのアミノ酸50〜62に亘る領域を含む請求項43記載の免疫原性エピトープ。
  47. 前記中央部分は、前記E7タンパクのアミノ酸43〜77に亘る領域を含む請求項43記載の免疫原性エピトープ。
  48. ヒトパピローマウイルス16 E6タンパクのC末端部分から選ばれる免疫原性エピトープ。
  49. 前記C末端部分は、ヒトパピローマウイルス16 E6タンパクの81〜158アミノ酸に亘る領域を含む請求項48記載の免疫原性エピトープ。
  50. 前記C末端部分は、ヒトパピローマウイルス16 E6タンパクの127〜140アミノ酸に亘る領域を含む請求項48記載の免疫原性エピトープ。
  51. 前記C末端部分は、ヒトパピローマウイルス16 E6タンパクの121〜142アミノ酸に亘る領域を含む請求項48記載の免疫原性エピトープ。
  52. ヒトパピローマウイルス16 E2タンパクのアミノ酸31〜120、151〜195又は271〜365に亘る領域から選ばれる免疫原性エピトープ。
  53. 前記領域は、前記E2タンパクのアミノ酸46〜75に亘る請求項52記載の免疫原性エピトープ。
  54. 前記領域は、前記E2タンパクのアミノ酸51〜70に亘る請求項52記載の免疫原性エピトープ。
  55. 前記領域は、前記E2タンパクのアミノ酸61〜76に亘る請求項52記載の免疫原性エピトープ。
  56. 前記領域は、前記E2タンパクのアミノ酸311〜325に亘る請求項52記載の免疫原性エピトープ。
  57. 前記領域は、前記E2タンパクのアミノ酸316〜330に亘る請求項52記載の免疫原性エピトープ。
  58. 前記領域は、前記E2タンパクのアミノ酸346〜355に亘る請求項52記載の免疫原性エピトープ。
  59. 前記領域は、前記E2タンパクのアミノ酸351〜365に亘る請求項52記載の免疫原性エピトープ。
  60. 請求項43ないし59のいずれか1項に記載の免疫原性エピトープを含むペプチド。
  61. MHCクラスII分子と複合することができる請求項60記載のペプチド。
  62. CIN III及び/又は子宮頚癌であると診断された個体から誘導されたPBMCによるIFNγ生産を誘起する能力について試験された請求項60記載のペプチド。
  63. 未利用のT細胞の集団を、請求項60ないし62のいずれか1項に記載のペプチドと接触させ、前記T細胞集団の少なくとも一部を培養することを含む、ヒトパピローマウイルス16特異的T細胞の生成方法。
  64. ヒトパピローマウイルス16に感染した被検者のT細胞集団を、請求項60ないし62のいずれか1項に記載のペプチドと接触させ、前記T細胞集団の少なくとも一部を培養することを含む、ヒトパピローマウイルス16特異的記憶T細胞によるIFNγ生産を誘起する方法。
  65. 前記ヒトパピローマウイルス16特異的T細胞を分離することをさらに含む請求項63又は64記載の方法。
  66. 請求項65記載の方法により得ることができる、単離されたT細胞。
  67. 請求項60ないし62のいずれか1項に記載のペプチド及び/又は請求項66記載のT細胞を個体に投与することを含む、個体におけるHPV16 E7タンパク特異的、及び/又はHPV16 E6タンパク特異的、及び/又はHPV16 E2タンパク特異的免疫応答を誘起及び/又は増強する方法。
  68. 請求項60ないし62のいずれか1項に記載のペプチド及び適当な担体を含むワクチン。
  69. 請求項66記載のT細胞の、免疫治療のための使用。
  70. HPV16病巣を有する被検者の処置のための、請求項68記載のワクチン又は請求項66記載のT細胞の使用。
  71. T細胞集団が、あるエピトープに特異的な記憶T細胞を含むかどうか決定するための方法であって、
    ・前記T細胞集団に、前記エピトープを含むペプチドを与え、
    ・IFNγ抗体の存在下において前記T細胞集団を培養し、そして
    ・結合されたあらゆるIFNγを測定することを含む方法。
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